DE2535960A1 - COMBUSTION ENGINE IGNITION SYSTEM - Google Patents

COMBUSTION ENGINE IGNITION SYSTEM

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DE2535960A1 DE19752535960 DE2535960A DE2535960A1 DE 2535960 A1 DE2535960 A1 DE 2535960A1 DE 19752535960 DE19752535960 DE 19752535960 DE 2535960 A DE2535960 A DE 2535960A DE 2535960 A1 DE2535960 A1 DE 2535960A1
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Description

PatentanwältePatent attorneys Dipl.-Ing. R. B E ETZ sen.Dipl.-Ing. R. B E ETZ sen. Dipl.-lng. K. LAMPRECHTDipl.-Ing. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. B E E T Z jr.Dr.-Ing. R. B E E T Z jr.

65-24.6o8P(24.609H)65-24.6o8P (24.609H)

8 München 22, steinsdorfstr. 10 Tel. (089)22 7201/227244/29 5910 8 Munich 22, steinsdorfstr. 10 Tel. (089) 22 7201/227244/29 5910

Telegr. Allpatent München Telex 522048Telegr. Allpatent Munich Telex 522048

12. August 197,2August 12, 197.2

Michael A. V. Ward, Lexington (Mass.) V. St. A.Michael A. V. Ward, Lexington (Mass.) V. St. A.

Brennkraftmaschinen-ZündanlageInternal combustion engine ignition system

Die Erfindung betrifft eine Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit erhöhtem Wirkungsgrad und/oder geringerer Abgasemission.The invention relates to an ignition system for internal combustion engines increased efficiency and / or lower exhaust emissions.

Die Erkenntnisse über Luftverschmutzung und über die Abnahme der Erdöllagerstätten hat sich in Rechtsvorschriften niedergeschlagen, aufgrund derer nicht mehr auf leistungsstarke, hochverdichtende Maschinen, sondern kleine, niederverdichtende angestrebt werden. Da das Maß an Luftverschmutzung durch ein Kraftfahrzeug in Teilen pro Meile bzw. Kilometer gemessen wird, ■ kann eine kleinere, niederverdichtende, einThe knowledge about air pollution and about the decrease of the oil deposits is reflected in legislation, due to which are no longer aimed at powerful, high-compression machines, but rather small, low-compression ones. As the measure of Air pollution by a motor vehicle is measured in parts per mile or kilometer, ■ can be a smaller, low-compression, one

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mageres bzw. ärmeres Gemisch verbrennende Maschine (d.h. höheres Luft-Kraftstoff-Verhältnis) den Verschmutzungserfordernissen leichter genügen.machine burning lean or poorer mixture (i.e. higher Air-fuel ratio) meet the pollution requirements more easily.

Einerseits ist es bekannt, daß der CO-Pegel (Kohlenmonoxid), der von einer Brennkraftmaschine erzeugt wird, mit zunehmendem Luft-Kraftstoff-Gemisch abnimmt und sogar unter das "chemisch ideale" Verhältnis von 14,7 absinkt, und daß die Abnahme bis zu einer "Magergrenze11 reicht, d. i. die Grenze, bei der die Flammengeschwindigkeit auf Null abfällt und bei der das Luft-Kraftstoff-Gemisch üblicherweise nicht zündet. Die Erzeugung von NO (Stickoxiden) ist andererseits stark abhängig von dem Zeitpunkt, zu dem der Funken gezündet wird (was in Winkel-Graden vor dem oberen Totpunkt (OT) angegeben wird). Die Erzeugung von NO in Teilen pro Meile springt von etwa 1000 auf 3000 Teile, wenn der Zünd-Zeitpunkt über einen 20 °-Bereich vorverlegt wird. Um Kohlenmonoxide, Stickoxide und auch Kohlenwasserstoffe zu vermindern, muß die Brennkraftmaschine deshalb mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben werden, das am mageren Ende der Skala liegt, und muß das Gemisch so nahe wie möglich am OT gezündet werden. Bei der Erfüllung dieser Bedingungen treten im wesentlichen zwei Schwierigkeiten auf: 1. Wenn die Mischung magerer gemacht wird, ist es zunehmend schwieriger, sie mit dem Zündfunken zu zünden, da der Zündfunke eine konstante äußere Energiequelle mit ca. 0,1 J-Energie-Funken bildet, und 2. folgt aus der sich daraus ergebenden Abnahme der Flammengeschwindigkeit wegen des Zünd-Zeitpunkts nahe dem OT eine Spätzündung des Gemisches und dadurch sowohl verminderter Wirkungsgrad als auch zunehmende Abgabe von unverbrannten Kohlenwasserstoffen durch den Auspuff (andererseits ist es bekannt, daß esOn the one hand, it is known that the CO level (carbon monoxide) generated by an internal combustion engine decreases with increasing air-fuel mixture and even falls below the "chemically ideal" ratio of 14.7, and that the decrease is up to A "lean limit 11 is sufficient, ie the limit at which the flame speed drops to zero and at which the air-fuel mixture usually does not ignite. The generation of NO (nitrogen oxides), on the other hand, is heavily dependent on the point in time at which the spark ignites The production of NO in parts per mile jumps from about 1000 to 3000 parts when the ignition timing is advanced over a 20 ° range To reduce nitrogen oxides and also hydrocarbons, the internal combustion engine must therefore be operated with an air-fuel ratio that is at the lean end of the scale, and the mixture must be ignited as close to TDC as possible will. There are essentially two difficulties in fulfilling these conditions: 1. If the mixture is made leaner, it is increasingly difficult to ignite it with the ignition spark, since the ignition spark is a constant external energy source with about 0.1 J energy. Forms sparks, and 2. the resultant decrease in flame speed due to the ignition point near TDC results in a retarded ignition of the mixture and thus both reduced efficiency and increased emission of unburned hydrocarbons through the exhaust (on the other hand, it is known that it

S Ü S 8 0 9 / [H 0 9S Ü S 8 0 9 / [H 0 9

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

sowohl zur Erhöhung des Maschinen-Wirkungsgrads als auch zur Verminderung der Abgasemission sehr erwünscht ist, ein mageres Gemisch in einer Brennkraftmaschine zu zünden und die Verbrennung aufrechtzuerhalten) ·both to increase the machine efficiency and to reduce it the exhaust emission is very desirable to ignite a lean mixture in an internal combustion engine and the combustion to maintain)

Dazu wtrde bereits die sogenannte CVCC-Maschine entwickelt, die eine Vorzündkammer und einen besonderen Vergaser verwendet. Dabei ist jedoch nachteilig eine mechanische Änderung der Zylinder und der Brennkraftmaschine notwendig.The so-called CVCC machine has already been developed for this purpose, which uses a pre-ignition chamber and a special carburetor. However, a mechanical change in the cylinder is disadvantageous and the internal combustion engine are necessary.

Es ist bekannt (vgl. US-PS 2 457 973 vom 4. 1. 1949; Ionisierungs-Verfahren und -Vorrichtung ), wie die Ionisierung eines Gasgemisches in einer Brennkammer einer Brennkraftmaschine erreicht werden kann, nämlich durch Verwenden einer Radiumzelle zusammen mit einer herkömmlichen Zündkerze nahe an den Zündelektroden und einer Hilfselektrode. Es kann jedoch einfach gefolgert werden, daß eine solche Vorrichtung zwar das Zündpotential in der Nähe der Elektrode verringern kann und möglicherweise die Lebensdauer der Zündkerze erhöht, jedoch die Flammengeschwindigkeit nicht erhöht, weshalb Flammen, die sich in Luft-Kraftstoff-Gemischen unter der Magergrenze ausbreiten, gelöscht werden.It is known (cf. US Pat. No. 2,457,973 of January 4, 1949; ionization process and device), how the ionization of a gas mixture in a combustion chamber of an internal combustion engine can be achieved, namely, by using a radium cell together with a conventional spark plug close to the ignition electrodes and an auxiliary electrode. However, it can easily be concluded that such a device will indeed reduce the ignition potential in the vicinity of the electrode can and possibly increase the life of the spark plug, but does not increase the flame speed, which is why flames that develop spread in air-fuel mixtures below the lean limit.

Eine andere Vorrichtung zur Erzeugung einer elektrischen Raumladung oder Ionisierung in der Brennkammer in Hubkolben- oder Turbinen-Brennkraftmaschinen (vgl. US-PS 2 766 582 vom 16. 10. 1956; Erzeuger elektrischer Raumladung in Brennkraftmaschinen) zeigt die Erzeugung einer elektrischen Raumladung in zündfähigen Kraftstoff- und Luft-Gemischen durch elektrisches Laden eines dielektrischen Flüssig-Another device for generating an electric space charge or ionization in the combustion chamber in reciprocating or turbine internal combustion engines (See US Pat. No. 2,766,582 of October 16, 1956; Generators of electric space charge in internal combustion engines) Generation of an electric space charge in ignitable fuel and air mixtures by electrically charging a dielectric liquid

6 ü 9 8 0 S / GU Q 96 ü 9 8 0 S / GU Q 9

-4- 2bJb9bü-4- 2bJb9bü

kraftstoffs vor dem Einspritzen durch eine Vergaserdüse oder eine Sprühdüse in die eigentliche Brennkammer. Der elektrisch geladene Kraftstoff wird anschließend im Raum der Brennkammer verdampft oder verdunstet. Ein besonderer Nachteil ist dabei die Erzeugung von Raumladungen im Kraftstoff vor seiner Einspritzung in den Zylinder. Das führt zu einem komplexen Ladungserzeugungs-Vorgang und einem komplexen Kraftstoff-Förder- und -Einspritz-Vorgang in die Brennkammer, um die Ladungen zu halten, die im Kraftstoff erzeugt wurden. Um LadungsVerluste zu vermeiden, sind zusätzliche Isolationseinrichtungen notwendig.fuel before injecting it through a carburetor nozzle or a spray nozzle into the actual combustion chamber. The electrically charged fuel is then evaporated or evaporated in the space of the combustion chamber. A particular disadvantage here is the generation of space charges in the fuel before it is injected into the cylinder. That leads to one complex charge generation process and a complex fuel delivery and injection process into the combustion chamber to generate the charges that were generated in the fuel. To reduce cargo losses avoid, additional isolation devices are necessary.

Eine andere Möglichkeit zum Zünden bei einer Brennkraftmaschine ist eine Zündanlage für Brennkraftmaschinen, die UHF-Spannungen zur Zündung verwenden (vgl. US-PS 2617841 vom 11. 11. 1952, Sp. 1, Z. 3 bis 4). Eine Brennkraftmaschine wird also dadurch gezündet, daß Hochfrequenzenergie erzeugt wird, diese Energie an einen Resonator oder Resonanzkreis angelegt wird und der Resonator auf die Frequenz dieser Energie abgestimmt wird, zeitabhängig mit der bewegbaren Wand der Erzeugung eines Zündfunkens zum Überschlagen eines Zündspalts in der Schaltung bei Resonanz des Resonators (vgl. Sp. 2, Z. 43 bis 50, und Sp. 3, Z. l). Die Hauptnachteile sind dabei folgende: 1. Da der Anfangsüberschlag des Luft-Kraftstoff-Gemisches erzeugt werden soll, muß eine Hochleistungs-Hochfrequenz-Quelle zum Auslösen der Zündung im Zylinder verwendet werden, weshalb aus praktischen Gründen eine Impuls-Energiespitzen-Zündung notwendig ist, um mit der benötigten Energie umgehen zu können, weshalb die Flammengeschwindigkeit oder das Vermeiden eines Fl ammenlöschens nicht notwendigerweise verbessert wird, infolge der kurzen Dauer der Hochfrequenzenergie zur Zündung; 2. Energie ist mit einem abgestimmten Resonator gekoppelt, inAnother possibility for ignition in an internal combustion engine is an ignition system for internal combustion engines that uses UHF voltages Use ignition (see US Pat. No. 2,617,841 of November 11, 1952, column 1, lines 3 to 4). An internal combustion engine is thus ignited that Radio frequency energy is generated, this energy is applied to a resonator or resonant circuit and the resonator is set to the frequency this energy is coordinated, time-dependent with the movable wall generating an ignition spark to rollover an ignition gap in the circuit at resonance of the resonator (see column 2, lines 43 to 50, and column 3, line 1). The main disadvantages are as follows: 1. Since the If the initial flashover of the air-fuel mixture is to be generated, a high-power, high-frequency source must be used to trigger the ignition can be used in the cylinder, which is why, for practical reasons, a pulse energy peak ignition is necessary in order to achieve the required Being able to bypass energy, therefore, does not necessarily improve flame speed or avoidance of flame extinguishing becomes, due to the short duration of the high frequency energy, to ignition; 2. Energy is coupled to a tuned resonator, in

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

dem sich die Resonanz ändert, weshalb genaue und komplizierte Zeitsteuereinrichtungen notwendig sind; 3. umfangreiche Änderungen des Zylinders und der Brennkraftmaschine sind notwendig; und 4. da die Zündung bei abnehmendem Zylindervolumen auftritt und nicht bei zunehmendem, werden viele Resonator-Resonanzfrequenzen durchlaufen, bevor die gewünschte erreicht ist, weshalb beträchtliche Anstrengungen unternommen werden müssen, um sicherzustellen, daß die Zündung nicht bei diesen anderen, durchlaufenden Resonanz-Moden erfolgt.which the resonance changes, which is why precise and complicated timing devices are necessary; 3. extensive changes to the cylinder and the internal combustion engine are necessary; and 4. there the Ignition occurs with decreasing cylinder volume and not with increasing one, many resonator resonance frequencies are passed through, before the desired one is achieved, therefore, considerable effort must be made to ensure that the ignition does not take place in these other, continuous resonance modes.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Zündanlage vorzusehen, die den Wirkungsgrad einer Brennkraftmaschine erhöht und deren Abgasemission vermindert, die in bestehende Brennkraftmaschinen mit nur geringfügigen Maschinenänderungen einbaubar ist, die billig und leicht herzustellen und einzubauen ist und im Betrieb geringen Energieverbrauch besitzt, wobei verbesserte Verbrennung und erhöhte Flammengeschwindigkeit in der Brennkammer erreichbar und eine verbesserte Zündanlagen-Halterung erreichbar sein soll.It is the object of the invention to provide an ignition system which increases the efficiency of an internal combustion engine and its exhaust gas emissions reduced, which can be built into existing internal combustion engines with only minor engine changes that are cheap and easy to manufacture and is to be installed and has low energy consumption in operation, with improved combustion and increased flame speed in the combustion chamber and an improved ignition system holder should be achievable.

Die Aufgabe wird bei einer Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einer Brennkammer, mit einer Mischeinrichtung für ein brennbares Gemisch in der Brennkammer, und mit einer Zündeinrichtung zum Zünden des Gemisches, erfindungsgemäß gelöst durch eine Energiequelle elektromagnetischer Energie einer Betriebsfrequenz f in der Größenordnung der Plasmafrequenz f einer Teilchenart s geladener Teilchen im Ge-The task is in an ignition system for internal combustion engines with a combustion chamber, with a mixing device for a combustible mixture in the combustion chamber, and with an ignition device for igniting the mixture, solved according to the invention by an electromagnetic energy source Energy of an operating frequency f in the order of magnitude of the plasma frequency f of a particle type s of charged particles in the

psps

misch, wobei gilt:mixed, where:

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mit η = Dichte der Teilchenart s im Gemisch,with η = density of the particle type s in the mixture,

m = Masse der Teilchenart s im Gemisch,m = mass of the particle type s in the mixture,

e - Elektronen- oder Elementar ladung,e - electron or elementary charge,

= Dielektrizitätskonstante des Vakuums, und ο= Dielectric constant of the vacuum, and ο

eine Leitereinrichtung zum Leiten der Energie von der Energiequelle zur Brennkammer für mindestens ca. 1 ms nach dem Zünden des Gemisches, um die Energie in geladene Teilchen der Teilchenart s im Gemisch während dessen Verbrennung einzukoppeln.conducting means for conducting the energy from the energy source to the combustion chamber for at least approx. 1 ms after igniting the mixture in order to convert the energy into charged particles of the particle type s to be coupled into the mixture during its combustion.

Vorzugsweise besteht die Teilchenart s aus Elektronen.The particle type s preferably consists of electrons.

Dabei ist es vorteilhaft, daß die Energiequelle der Brennkammer im wesentlichen ununterbrochen zugeführte Dauerstrich(CW)-Energie erzeugt.It is advantageous that the energy source of the combustion chamber is essentially continuously supplied continuous wave (CW) energy generated.

Dabei bringt es Vorteile, wenn die Betriebsfrequenz f ein ge-It is advantageous if the operating frequency f is a

wichteter Mittelwert der Plasmafrequenz f der Teilchenart s in derweighted mean value of the plasma frequency f of the particle type s in the

psps

Anfangs-Flammenfront des brennbaren Gemisches und der Plasmafrequenz f der Teilchenart s in der voll ausgebildeten Flammenfront psInitial flame front of the combustible mixture and the plasma frequency f of the particle type s in the fully developed flame front ps

des brennbaren Gemisches ist und/oder wenn die Betriebsfrequenz f ein gewichteter Mittelwert der Plasmafrequenz f der Elektronen in der Flammenfront des brennbaren Gemisches und der Elektronen-Neutralteilchen-Kollisionsfrequenz in der Flammenfront des brennbaren Gemisches ist.of the combustible mixture and / or if the operating frequency f is a weighted average of the plasma frequency f of the electrons in the flame front of the combustible mixture and the electron-neutral particle collision frequency is in the flame front of the combustible mixture.

Gemäß einer besonderen Weiterbildung enthält die Zündanlage eine Energiequelle elektromagnetischer Hochfrequenzenergie, wobei Hoch-According to a particular development, the ignition system contains an energy source of electromagnetic high-frequency energy, with high-

8US8Ü8/Q4Ü98US8Ü8 / Q4Ü9

frequenzenergie eine Energie ist mit einer Frequenz zwischen ca.frequency energy an energy with a frequency between approx.

rr -ίο-ίο

10 Hz und ca. 10 Hz, einen Generator zur Erzeugung bzw. eine Quelle von im wesentlichen Gleichspannung (d. h. eine Spannung mit einer Frequenz -<S:10 Hz), und eine Leiter einrichtung zum Leitender Hochfrequenzenergie und der Gleichspannung zur Brennkammer, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch zur Verbrennung vor-aufzubereiten, das Gemisch zu zünden und die Verbrennungsreaktionen zu steigern.10 Hz and approx. 10 Hz, a generator for generating or a A source of essentially DC voltage (i.e. a voltage with a frequency - <S: 10 Hz), and a conductor means for conducting it High-frequency energy and the DC voltage to the combustion chamber in order to prepare the air-fuel mixture for combustion Ignite the mixture and increase the combustion reactions.

Gemäß einer anderen Weitergestaltung ist es vorteilhaft, daß bei einer Brennkraftmaschine mit η Brennkammern, mit η = ganzzahlig >-0, zur Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches, die Zündeinrichtung aufweist: je eine Zündkerze für jede Brennkammer zum Zünden des Luft-Kraftstoff-Gemisches in jeder Brennkammer, und eine Quelle von im wesentlichen Gleichspannung; und die Energiequelle und die Leitereinrichtung zum Erzeugen und Leiten von Energie bei der Betriebsfrequenz f aufweisen: einen Hochfrequenz-Generator zum Erzeugen elektromagnetischer Energie einer Frequenz zwischenAccording to another refinement, it is advantageous that in an internal combustion engine with η combustion chambers, with η = integer> -0, for the combustion of an air-fuel mixture, the ignition device comprises: one spark plug for each combustion chamber for igniting the air-fuel mixture in each combustion chamber, and a source of substantially DC voltage; and the energy source and the conducting means for generating and conducting energy at the operating frequency f comprise: a high-frequency generator for generating electromagnetic energy of a frequency between

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ca. 10 Hz und ca. 10 Hz, ein Hochfrequenz-Koppelglied, das mit dem Hochfrequenz-Generator elektrisch verbunden ist, zum Einkoppeln der Hochfrequenzenergie in das verbrennende Luft-Kraftstoff-Gemisch-Plasma in jeder Brennkammer, und einen Verteiler, der mit der Gleichspannungs-Quelle, dem Hochfrequenz-Generator, den Zündkerzen und dem Hochfrequenz-Koppelglied verbunden ist zum gesteuerten Verteilen der Gleichspannung und der Hochfrequenzenergie auf die Zündkerzen bzw. die Hochfrequenz-Koppelglieder in bestimmter zeitlicher Reihenfolge.approx. 10 Hz and approx. 10 Hz, a high-frequency coupling element that with is electrically connected to the high-frequency generator for coupling the high frequency energy in the burning air-fuel mixture plasma in each combustion chamber, and a manifold that comes with the DC voltage source, the high-frequency generator, the spark plugs and the high-frequency coupling element is connected to the controlled Distribute the DC voltage and the high-frequency energy to the spark plugs or the high-frequency coupling elements at a certain time Series.

Der (Zünd)-Verteiler kann verschieden ausgebildet sein. GemäßThe (ignition) distributor can be designed in different ways. According to

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einem Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, daß der Verteiler enthält: einen Gleichspannungsverteiler mit η elektrischen Zusatz-Leitern zur aufeinanderfolgenden Verbindung mit dem Verteilerfinger, eine angeschlossene Steuereinheit zur Aufnahme von Zeitsteuersignalen als Eingangssignale von jedem der Zusatz-Leiter, und ein Verteilglied zum Verteilen der Hochfrequenzenergie auf den zugehörigen Abschnitt des Hochfrequenz-Koppelglieds zu deren Übertragung auf die zugehörige Brennkammer abhängig von den von den Zusatz-Leitern zugeführten Eingangssignalen ·In one embodiment, it is advantageous that the distributor contains: a DC voltage distributor with η additional electrical conductors for successive connection to the distributor finger, a connected control unit for receiving timing signals as input signals from each of the auxiliary conductors, and a distributor for distributing the radio frequency energy to the associated section of the high-frequency coupling element for their transmission to the associated combustion chamber depending on the supplied by the additional conductors Input signals

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, daß der Verteiler enthält: eine Koaxial-Übertragungsleitung mit El-Abschnitt, die ein Einlaß- und ein Auslaßende aufweist, und die drehbar ist um die Achse des El-Abschnitts mit dem Einlaßende und mit Anschluß zum einerseits Empfang sowohl der Gleichspannung als auch der Hochfrequenzenergie von entlang der Drehachse vorgesehenen Verbindungen und zum andererseits aufeinanderfolgenden Verteilen der Gleichspannung und der Hochfrequenzenergie entlang des Drehwegs des Auslaßendes auf die Leitereinrichtung, und einen Drehantrieb zum Drehen des El-Abschnitts zeitabhängig vom Betrieb der Brennkraftmaschine.According to another embodiment, it is advantageous that the distributor contains: a coaxial transmission line with an El section, which has an inlet end and an outlet end, and which is rotatable about the axis of the E1 section with the inlet end and with the connection on the one hand to receive both the DC voltage and the high-frequency energy from connections provided along the axis of rotation and on the other hand, successively distributing the DC voltage and the radio frequency energy along the rotational path of the outlet end on the ladder device, and a rotary drive for rotating the El section as a function of time from the operation of the internal combustion engine.

Vorteilhaft wird also gemäß der Erfindung vorgesehen ein innen in η Räume abgeteiltes Gehäuse (zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine mit η Brennkammern) und ein Rotor oder Verteilerfinger, der in dem Gehäuse angeordnet ist und einen Abschnitt aufweist, der aufeinanderfolgend bei seiner Drehung durch jeden der Räume streicht, zeitabhängig mit dem Betrieb der Brennkraftmaschine, und der elektrisch mit einer Gleichspannungs-Quelle verbunden ist. Jeder Raum des Ge-Advantageously, according to the invention, a housing which is internally divided into η spaces is provided (for use in an internal combustion engine with η combustion chambers) and a rotor or distributor finger, which is arranged in the housing and has a section which is consecutive when it rotates through each of the rooms, time-dependent with the operation of the internal combustion engine, and the electric is connected to a DC voltage source. Every room of the

6 0 9 8 0 9 / U Λ 0 96 0 9 8 0 9 / U Λ 0 9

häuses enthält dabei eine Hochfrequenz-Energiequelle, einen Koaxialleiter zum Leiten sowohl der Gleichspannung als auch der Hochfrequenzenergie zu einer Brennkammer der Brennkraftmaschine, eine Leitereinrichtung zum Koppeln der Hochfrequenz-Energiequelle an den Koaxialleiter, die Gleichspannungs-Sperrglieder enthält, einen Verbindungspunkt, der den Verteilerfinger elektrisch mit dem Innenleiter des Koaxialleiters verbindet, ein Betätigungsglied zum Betätigen oder Erregen der Hochfrequenz-Energiequelle bei einer bestimmten Ausrichtung des Verteilerfingers gegenüber dem Gehäuse, und Hochfrequenzenergie-Filter in der elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Hochfrequenz-Energiequelle und dem Verteilerfinger.housing contains a high-frequency energy source, a coaxial conductor for conducting both the direct voltage and the high-frequency energy to a combustion chamber of the internal combustion engine, a conductor device a connection point for coupling the high-frequency energy source to the coaxial conductor, which contains DC voltage blocking elements, which electrically connects the distributor finger to the inner conductor of the coaxial conductor, an actuator for actuating or Excitation of the high-frequency energy source with a certain orientation of the distributor finger in relation to the housing, and high-frequency energy filter in the electrically conductive connection between the high-frequency energy source and the distributor finger.

Gemäß der Erfindung wird also der Betrieb einer Brennkraftmaschine dadurch erreicht, daß wiederholt schrittweise für jede Brennkammer der Brennkammer ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zugeführt wird, dessen Kraftstoffanteil einen Kraftstoff mit dauerndem oder bleibendem elektrischen Dipolmoment mit Resonanzen im Hochfrequenzbereich enthält, das Gemisch verdichtet wird, dem Gemisch Hochfrequenzenergie bei Frequenzen eingekoppelt wird, die mindestens eine der Resonanzen enthält, das verdichtete Gemisch gezündet wird, und die Verbrennungsprodukte aus der Brennkammer ausgestoßen werden. Vorzugsweise enthält der Kraftstoffanteil Methanol und wird das Einkoppeln während aller genannten Schritte fortgesetzt.According to the invention, the operation of an internal combustion engine achieved in that an air-fuel mixture is fed to the combustion chamber repeatedly, step by step, for each combustion chamber The fuel component contains a fuel with a permanent or permanent electrical dipole moment with resonances in the high frequency range, the mixture is compressed, the mixture is coupled with high-frequency energy at frequencies that contain at least one of the resonances, the compressed mixture is ignited and the combustion products are expelled from the combustion chamber. Preferably contains the fuel content is methanol and coupling is continued during all of the steps mentioned.

Die Erfindung gestattet also eine Erhöhung des Wirkungsgrades undThe invention thus allows an increase in the efficiency and

eine Verringerung der Abgasemission von Brennkraftmaschinen, bei der im wesentlichen Hochfrequenzenergie (d. h. 10 bis 10 Hz) erzeugt wird und einem verbrennenden Luft-Kraftstoff-Gemisch-Plasm a einge-a reduction in exhaust emissions from internal combustion engines, in which essentially high frequency energy (i.e. 10 to 10 Hz) is generated and fed into a burning air-fuel mixture plasma.

3/04093/0409

2b3b96ü2b3b96ü

koppelt bzw. zugeführt wird, vorzugsweise bei einer Plasmafrequenz, um sowohl die Vorbrenneinstellung des Gemisches als auch die Brennreaktionen zu verbessern.is coupled or supplied, preferably at a plasma frequency, in order to improve both the pre-burning setting of the mixture and the burning reactions.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on the exemplary embodiments shown in the drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 bis 7 schematisch verschiedene Zündkerzenarten zur Verwendung bei der Erfindung, um sowohl einen Zündfunken zu erzeugen als auch Hochfrequenzenergie in das Luft-Kraftstoff-Gemisch einzukoppeln,1 to 7 schematically show different types of spark plugs for use in the invention to generate both an ignition spark and high frequency energy in the air-fuel mixture to couple,

Fig. 8 schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine,Fig. 8 schematically shows an embodiment of the invention in a Four-cylinder internal combustion engine,

Fig. 9 ausführlich den Verteiler 25 gemäß Fig. 8,FIG. 9 shows in detail the distributor 25 according to FIG. 8,

Fig. 10 ausführlich und schematisch die Steuereinheit 21 gemäß Fig. 8,FIG. 10 shows in detail and schematically the control unit 21 according to FIG Fig. 8,

Fig. 11 A schematisch und vergrößert ein Ausführungsbeispiel des Verteilers zur Zuführung sowohl der Hochfrequenzenergie als auch der Gleichspannungsenergie gemäß der Erfindung,Fig. 11A schematically and enlarged an embodiment of the distributor for supplying both the high-frequency energy as well as the direct voltage energy according to the invention,

Fig. 11 B den Schnitt 11B-11B gemäß Fig. HA,11B shows the section 11B-11B according to FIG. HA,

Fig. 12 vergrößert einen kapazitiv geladenen Abschnitt einer gemäß der Erfindung als Hochfrequenz-Filter verwendeten Übertragungsleitung ,FIG. 12 enlarges a capacitively charged section according to FIG transmission line used as a high-frequency filter of the invention,

609809/ [J 4 0 9609809 / [J 4 0 9

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

2b3S96U2b3S96U

Fig. 13 teilweise schematisch und vergrößert eine Zündkerze, um Hochfrequenzenergie direkt der Zündkerze zuzuführen anstelle des Gleichspannungskabels der Brennkraftmaschine,13 is a partially schematic and enlarged view of a spark plug for supplying high frequency energy directly to the spark plug the DC voltage cable of the internal combustion engine,

Fig. 14 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Einkoppeln der Hochfrequenzenergie in einen Zylinder der Brennkraftmaschine, das einen Eintritt oder Durchlaß getrennt von dem für die Z ündkerze aufweist,14 shows another embodiment of the invention for coupling the high frequency energy in a cylinder of the internal combustion engine, which has an inlet or passage separated from the one for the spark plug,

Fig. 15 teilweise schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem Vorspannungsanlegeglieder (z.B. ein Gleichspannungssperrglied) oder Koaxialschalter nicht mehr notwendig sind,15 shows, partially schematically, a further exemplary embodiment of FIG Invention in which biasing members (e.g. a DC blocking member) or coaxial switches no longer exist are necessary

Fig. 16 teilweise schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das keine Vorspannungsani egeglieder oder Koaxialschalter benötigt und das die Hochfrequenzquelle kompakt enthält,Fig. 16 shows, partially schematically, another embodiment of the invention which does not have any biasing elements or coaxial switches required and which contains the high frequency source compactly,

Fig. 17 teilweise schematisch ein Sonden-Kapselglied gemäß der Erfindung ,17 shows, partially schematically, a probe capsule member according to the invention ,

Fig. 18 im Teilschnitt und Aufsicht ein Festkörper-Hochfrequenz-Steuer- und -Hochfrequenzenergie-Verteilerglied gemäß der Erfindung,Fig. 18, in partial section and top view, a solid-state high-frequency control and high frequency energy distribution member according to the invention,

Fig. 19 schematisch ein Magnetron-Hochfrequenzenergie-Erzeuger zur Verwendung bei der Erfindung, mit einem direkt mit dem Magnetron gekoppelten Koaxialkabel,19 schematically shows a magnetron radio frequency power generator for use in the invention, with a directly connected to the Magnetron coupled coaxial cable,

£ U 9 8 U 9 / (H Ü 9£ U 9 8 U 9 / (H Ü 9

2 S 3 5 3 GO2 S 3 5 3 GO

Fig. 20 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, durch das kein Zündverteiler mehr notwendig ist.20 schematically shows a further exemplary embodiment of the invention, which means that an ignition distributor is no longer necessary.

Gemäß der Erfindung wird elektromagnetische Hochfrequenzenergie (oft RF-Energie bezeichnet) zwischen ca. 10 und ca. 10 Hz, vorzugsweise in der Größenordnung von 10 Watt Dauer strich (CW )-Lei-In accordance with the invention, radio frequency electromagnetic energy (often referred to as RF energy) between about 10 and about 10 Hz is preferred in the order of 10 watts continuous (CW) -Lei-

1 31 3

stungspegel (d. h. von 10 bis 10 Watt), in den Maschinenzylinder einer üblichen Brennkraftmaschine entweder durch die Zündkerze selbst oder nahe der Zündkerzenspitze eingekoppelt, und ein derartiger Betrieb benötigt keinerlei mechanische Änderungen der Brennkraftmaschine außer geringen Änderungen im Aufbau des (Zünd)-Verteilers und der daran angeschlossenen Verbindungsleitungen.power level (i.e. from 10 to 10 watts), into the engine cylinder of a conventional internal combustion engine, either through the spark plug itself or coupled near the spark plug tip, and such an operation does not require any mechanical changes to the internal combustion engine except for minor changes in the structure of the (ignition) distributor and the connecting lines connected to it.

Die Energie wird vorzugsweise durch Magnetrons oder Mikrowellen-Festkörper-Generatoren im Mikrowellenbereich des Spektrums erzeugt, obwohl auch andere Hochleistungs-Hochfrequenz-Quellen, wie Wanderoder Laufwellenröhren oder Einrichtungen mit gekreuzten Feldern oder Leistungs-Klystrons, verwendbar sind. Im niederen Frequenzbereich (l bis 500 MHz) kann der übliche Röhrenoszillator verwendet werden. Auf diese wird nicht näher eingegangen, da das Hauptaugenmerk auf dem Mikrowellenbereich des Hochfrequenzspektrums liegt, jedoch können selbstverständliche Niederfrequenz-Einrichtungen die Hohlraum-Einrichtungen (z.B. Magnetrons) oder die Festkörper-Generatoren ersetzen, wenn ein Niederfrequenzbetrieb vorzuziehen ist, und das Ersetzen erfolgt ohne Änderung des Schaltungsaufbaues, außer in solchen Fällen, in denen die spezifische Form oder Größe der Mikrowellen-Quelle ein wesentliches Teil oder Element eines Schaltungsaufbaues bildet. Selbstverständlich ist außerdem auch der Betrieb von mindestens zweiThe energy is preferably generated by magnetrons or microwave solid-state generators generated in the microwave range of the spectrum, although other high-power high-frequency sources such as Wanderoder Running shaft tubes or devices with crossed fields or power klystrons can be used. In the lower frequency range (1 to 500 MHz) the usual tube oscillator can be used. This is not discussed in more detail, since the main focus is on the microwave range of the high-frequency spectrum, but can Obvious low-frequency devices replace cavity devices (e.g. magnetrons) or solid-state generators, when low frequency operation is preferable, and the replacement is made without changing any circuit construction except such Cases where the specific shape or size of the microwave source forms an essential part or element of a circuit structure. It goes without saying that at least two

6098Ü9/CKQ96098Ü9 / CKQ9

ORIGINAL INSPS)TEDORIGINAL INSPS) TED

verschiedenen Einrichtungai bei verschiedenen Frequenzen (z.B. 30 MHz und 3 GHz) und möglicherweise unter verschiedenen Betriebsbedingungen (Impuls- oder Dauerstrich(CW)-Betrieb) zum weiteren verbesserten Verbrennen unter bestimmten Umständen gemäß der Erfindung möglich.different facilities at different frequencies (e.g. 30 MHz and 3 GHz) and possibly under different operating conditions (pulse or continuous wave (CW) operation) for further improvement Burning possible under certain circumstances according to the invention.

Die Mikrowellen-Energiequelle kann mit dem mechanischen Bewegungsablauf der Verteilerfinger-Welle zusammenwirken und kann die Zeitsteuer-Information von dort erhalten. Die Mikrowellenenergie wird ihrerseits in jede Brennkammer für ein Zeitintervall eingekoppelt, das den Zeitpunkt enthält, zu dem diese Brennkammer gezündet wird, oder für ein Zeitintervall vor, nach oder vor und nach dem Zünd-Zeitpunkt, zu dem die Brennkammer durch den Funken an der Zündkerzenspitze gezündet wird. Die Anwesenheit der Mikrowellenenergie am oder nahe der Zündkerzenspitze ändert die zum Zünden erforderliche Spannung. Es kann sogar möglich sein, den Zündfunken ganz zu vermeiden durch Verwenden von Mikrowellen-Quellen im Impulsmodus, und durch Ausführen der Zündkerzenspitze in einer solchen Weise, daß sie sowohl Mikrowellenenergie wirksam dem Luft-Kraftstoff-Gemischplasma als Ganzes zuführt, als auch hohe elektrische Felder in einem eng beschränkten Bereich der Zündkerzenspitze erzeugt. Bei einem solchen Betrieb sind jedoch der (Zünd-)Verteiler oder dergleichen Einrichtungen, wie ein Oberwellen-Ausgleicher, eine Nockenwelle oder eine Kurbelwelle, wesentlich als Zeitsteuereinrichtungen zum Ansteuern oder Auslösen ("Triggern") des Mikrowellen-Generators im sowohl Hochleistungs-Impulsmodus als auch Dauer Strichmodus im Augenblick, in dem der Funken auftritt. Die Erfindung befaßt sich im wesentlichen mit dem Einkoppeln von Dauerstrich-(CW)-Mikrowellenenergie in ein verbrennendes Gemisch-Plasma. Zum besseren Verständnis der Wirkungen, die die Erfindung in einem brennbaren bzw.The microwave energy source can move with the mechanical movement the distributor finger shaft cooperate and can the Get timing information from there. The microwave energy is in turn coupled into each combustion chamber for a time interval that contains the time at which this combustion chamber is ignited, or for a time interval before, after or before and after the ignition time, at which the combustion chamber is ignited by the spark at the spark plug tip. The presence of microwave energy at or near the Spark plug tip changes the voltage required to ignite. It may even be possible to avoid the spark entirely by using it from microwave sources in pulse mode, and by running the spark plug tip in such a way that it receives both microwave energy effectively supplies the air-fuel mixture plasma as a whole, as well as high electric fields in a narrow area of the Spark plug tip generated. In such an operation, however, the (ignition) distributor or similar devices, such as a harmonic equalizer, a camshaft or a crankshaft, essentially as timing devices for controlling or triggering ("triggering") the Microwave generator in both high power pulse mode and Duration of line mode at the moment in which the spark occurs. The invention deals essentially with the coupling of continuous wave (CW) microwave energy into a burning mixture-plasma. For a better understanding of the effects that the invention has in a combustible resp.

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-U--U-

2b3596ü2b3596ü

verbrennenden Luft-Kraftstoff-Gemisch-Plasma hervorruft, wird im folgenden kurz auf die gegenseitige Beeinflussung von Hochfrequenzfeldern und Plasmateilchen eingegangen.burning air-fuel mixture plasma, is im The following briefly discussed the mutual influence of high-frequency fields and plasma particles.

Wenn ein Gleichpotential zwischen zwei Elektroden anliegt, wirken elektrische Kräfte sowohl zum Dissoziieren, Anregen und Ionisieren der Atome und Moleküle eines Gases zwischen den Elektronen, als auch zum Beschleunigen jedes vorhandenen geladenen Teilchens. Das Gas durchläuft mit zunehmender Spannung verschiedene Anregungszustände, insbesondere Townsend-Entladung, Corona, Normal-Glimmen und Lichtbogen. Das Auftreten dieser Zustände wird unter der Bezeichnung "Durchschlag" zusammengefaßt. Folglich wird gesagt, daß elektrische Felder Durchschläge des Gases hervorrufen und sie aufrechterhalten durch Beschleunigen von Ionen und Elektronen, die mit Atomen und Molekülen zum Dissoziieren, Anregen und ionisieren des Gases zusammenwirken. Das Durchschiag-Feld E, als Funktion des Druckes (Paschen-Kurve) besitzt ein Minimum, das schwach abhängig ist von verschiedenen Parametern, einschließlich der Frequenz. Aber für die hier herrschenden Umstände (Druck ρ >■ 100 Torr) nimmt E im wesentlichen linear mit dem Druck zu, d. h. es gilt ungefährWhen there is a constant potential between two electrodes, electrical forces act to dissociate, excite and ionize of the atoms and molecules of a gas between the electrons, as well as to accelerate any charged particle present. The gas passes through various excitation states with increasing voltage, in particular Townsend discharge, corona, normal glow and arcing. The occurrence of these conditions is summarized under the term "breakdown". Hence it is said that electric fields Causing gas breakdowns and sustaining them by accelerating of ions and electrons that interact with atoms and molecules to dissociate, excite and ionize the gas. The break-through field E, as a function of the pressure (Paschen curve) has a minimum that is weakly dependent on various parameters, including the frequency. But for the circumstances prevailing here (pressure ρ> ■ 100 Torr), E takes along essentially linearly to the pressure, d. H. it is roughly

Efa (V/cm) = 30 · ρ (Torr),E fa (V / cm) = 30 ρ (Torr),

was ein E von ca. 22,5 kV /mm (ca. 20 kV/35 mil) bei einem Druck von 10 bis 15 Atmosphären ergibt. Gemäß der Erfindung wird jedoch die Mikrowellenenergie sowohl zum Verbessern des Überschlags als auch zum Erhöhen der Geschwindigkeit der mit dem sich ergebenden Überschlag zusammenhängenden Erscheinung verwendet, insbesonderewhich is an E of about 22.5 kV / mm (about 20 kV / 35 mils) at one press from 10 to 15 atmospheres. According to the invention, however, the microwave energy is used both to improve the flashover also used to increase the speed of the phenomenon associated with the resulting rollover, in particular

6ÜS809/Ü4096ÜS809 / Ü409

der Ausbreitung der Flammenfront. Deswegen wird im folgenden auf den Vorteil von Hochfrequenz gegenüber elektrischer Gleich-Energie kurz eingegangen (wobei der Begriff "Gleich-" niedrige Frequenzen f enthält, die die Bedingung f <$ 10 Hz erfüllen).the spread of the flame front. Therefore, in the following, the advantage of high frequency over electrical direct energy is pointed out briefly discussed (using the term "equal" low frequencies f that meet the condition f <$ 10 Hz).

GC ClCGC ClC

Wenn die Frequenz des elektrischen Feldes erhöht wird, tritt anfangs keine unerwartete Änderung der Eigenschaften der Entladung ein. Es wird jedoch eine kritische Frequenz f . erreicht, bei der die Ionen keine Zeit mehr haben, um zur Kathode zu driften und dort verlorenzugehen, sondern in dem Spalt kontinuierlich oszillieren und dabei Dissoziation, Anregung und Ionisation hervorrufen. Diese Art des Durchschlags wird "beweglichkeitsgesteuert" bezeichnet. Nach einem weiteren Erhöhen der Frequenz wird eine Frequenz f erreicht, bei der die Elektronen nicht mehr an der Wand verlorengehen. Diese Art des Durchschlags wird "diffusionsgesteuert" bezeichnet und gemäß der Erfindung zum Steuern der Elektron-Feld-Wirkung verwendet, obwohl die mittlere freie Weglänge der Elektronen infolge von Zusammenstößen mit Neutralteilchen weiter verringert wird. Bekanntlich beträgt nun die Konzentration von Ionen und Elektronen in verbrennenden Gemischen bei Atmosphärendruck etwa 10 geladenen Teilchen/cm^ (vgl. G. Wortberg; 1965; 10. Int. Symp. Combust.; S. 651) und ändert sich mit der Zusammensetzung des Kraftstoffs. Weiter ist der Molenbruch von Ionen praktisch druckunabhängig (vgl. J. Lawton und F. J. Weinberg; 1969; Electrical Aspects of Combustion; S. 215). Die mit diesen Ladungsdichten zusammenhängenden Elektronen- und Ionen-Plasma-Frequenzen liegen im Mikrowellen- bzw. VHF-Frequenzbereich, die Elektronen-Neutralteilchen-Kollisionsfrequenz liegt im Mikrowellenbereich. Die Plasmafrequenz f einer geladenen Teilchenart s ist definiert zuWhen the frequency of the electric field is increased, it initially occurs no unexpected change in the properties of the discharge. However, it becomes a critical frequency f. achieved at which the ions no longer have time to drift to the cathode and get lost there, but instead oscillate continuously in the gap and thereby dissociate, Induce excitation and ionization. This type of breakdown is called "mobility controlled". After another If the frequency is increased, a frequency f is reached at which the electrons are no longer lost on the wall. This kind of Breakdown is referred to as "diffusion-controlled" and is used according to the invention to control the electron-field effect, although the mean free path of electrons as a result of collisions with Neutral particles is further reduced. As is well known, the concentration is now of ions and electrons in combustion mixtures at atmospheric pressure about 10 charged particles / cm ^ (cf. G. Wortberg; 1965; 10th Int. Symp. Combust .; P. 651) and changes with the composition of fuel. Furthermore, the mole fraction of ions is practically independent of pressure (cf. J. Lawton and F. J. Weinberg; 1969; Electrical Aspects of Combustion; P. 215). The electron and ion plasma frequencies associated with these charge densities lie In the microwave or VHF frequency range, the electron-neutral particle collision frequency lies in the microwave range. The plasma frequency f of a charged particle type s is defined as

6Ü98Ü9/Ü4Ü96Ü98Ü9 / Ü4Ü9

ORfGlNAL INSPECTEDORfGlNAL INSPECTED

253-596253-596

2 η e 2 η e

f = —
ps 2 //
f = - -
ps 2 //

mit ns, ms = Teilchenart-Dichte bzw. -Masse, e = Elektronen- oder Elementarladung, £. = Dielektrizitätskonstante des Vakuums. Zusätzlich nehmen die Plasma- und die !Collisions- oder Stoß-Frequenz nahe der Flammenfront mit schwacher Neigung ab. Wenn der Funken einmal den Anfangs-Überschlag hervorruft, dringt die Mikrowellenenergie in das Elektronendichte-Profil ein, wobei die Eindringtiefe von der Betriebsfrequenz, der Plasmafrequenz und der Kollisionsfrequenz abhängt. Beim Eindringei der Welle werden die Elektronen beschleunigt und stoßen ihrerseits mit den Neutralteilchen zusammen, und das verbrennende Gemisch-Plasma gibt eine große Nieder-Q. (large, low Q), mit der Mikrowellenenergie aufgeladen ist, wobei Q eines Systems definierbar ist als:with ns, ms = particle type density or mass, e = electron or Elementary charge, £. = Dielectric constant of the vacuum. Additionally the plasma and the collision or shock frequency decrease near the flame front with a weak slope. If the spark once causes the initial flashover, the microwave energy penetrates the electron density profile, the penetration depth depending on the operating frequency, the plasma frequency and the collision frequency. At the When the wave penetrates, the electrons are accelerated and in turn collide with the neutral particles and the burning mixture-plasma gives a large down Q. (large, low Q), with the microwave energy charged, where Q of a system can be defined as:

2 Ti f (im Zeitdurchschnitt im System gespeicherte Energie) Energieverlust pro Sekunde im System 2 Ti f (energy stored in the system on average over time) Energy loss per second in the system

mit f = Frequenz der Mikrowellen. Wenn nämlich eine elektrisch kurze zylindrische Sonde (z.B. die Sonde 10 gemäß Fig. 5) zum Einkoppeln der Mikrowellenenergie in das Plasma verwendet wird, "sieht" sie eine bzw. liegt an einer Eingangsimpedanz Z. ,with f = frequency of the microwaves. If namely an electrically short cylindrical probe (e.g. probe 10 of Figure 5) is used to couple the microwave energy into the plasma, it "sees" one or is due to an input impedance Z.,

z. 4z. 4th

in j f2 in jf 2

2 ι ■ Ven 1 2 ι ■ Ven 1

mit f , ν = Elektron-Pias ma- bzw. Kollisionsfrequenz, j = - 1. Auf diese Weise wird Mikrowellenenergie in das verbrennende oder brenn bare Gemisch-Plasma eingekoppelt und trägt zur Aufrechterhaltung derwith f, ν = electron pias ma or collision frequency, j = - 1. In this way, microwave energy is coupled into the burning or combustible mixture plasma and helps to maintain the

753S9GU753S9GU

Verbrennung eines mageren Gemisches bei und erhöht die Flammengeschwindigkeit. Es ist eine Anfangs-Flammenfront darstellbar, die üblicherweise verlöschen oder abkühlen würde, jedoch durch die Mikrowellenenergie gehalten wird, die in das Plasma eindringt, das mit der Flammenfront zusammenhängt und daran fest angebunden ist, und die die Elektronen beschleunigt, die ihrerseits mit den verbrennbaren Molekülen kollidieren und Anregung (sowohl elektronische als mechanische) und Dissoziierung hervorrufen, woraus sich weitere exothermische Verbrennungsreaktionen ergeben. Die beste "Wirkung wird erreicht, wenn Hochfrequenzleistung nahe der Frequenz, die etwa der Elektronen-Plasma-Spitzenfrequenz entspricht, in das Plasma an der Flammenfront eingekoppelt wird. Dieser Spitzenwert ändert sich zwischen dem, der dem verbrennenden Anfangsgemisch und dem, der der voll entwickelten Flammenfront entspricht. Durch so Wählen der Betriebsfrequenz, daß sie der Elektronen-Plasma-Frequenz zwischen diesen beiden Extremwerten entspricht, jedoch näher dem niederfrequenteren Anfangsplasma ist, kann voraussichtlich die günstigste Steigerung der Verbrennung erreicht werden. Im Durchschnitt entspricht diese Frequenz einem Wert grob in der Mitte des Elektron-Plasma-Frequenzprofils, wo die Flammensteigerung erwünscht ist. Schließlich kann der Verbrennungsvorgang gesteigert werden, wenn Vibrations-Rotations- oder andere Resonanzen der Erdölmoleküle direkt durch die Mikrowellenenergie angeregt werden können, durch Betreiben der Mikrowellenquelle bei den Molekularresonanzen entsprechenden Frequenzen. Die meisten Erdölmoleküle sind nicht polarisiert und zeigen keine Mikrowellen-Resonanzen. Alternativ- oder Ausweichkraftstoffe, wie Methanol, besitzen aber ein ständiges elektrisches Dipolmoment und zeigen viele Resonanzen im Mikrowellenbereich. Darüber hinaus ist Methanol ein wesentlich billigerer Kraftstoff als Benzin (Gasoline)Combustion of a lean mixture and increases the flame speed. An initial flame front can be represented, which would normally go out or cool down, but by means of the microwave energy that penetrates into the plasma that is related to the flame front and is firmly attached to it, and the accelerates the electrons, which in turn collide with the combustible molecules and excites (both electronic and mechanical) and cause dissociation, resulting in further exothermic combustion reactions result. The best "effect is achieved when high-frequency power is close to the frequency that is approximately the peak electron-plasma frequency corresponds to, is coupled into the plasma at the flame front. This peak value changes between the, the, the burning initial mixture and that of the fully developed flame front is equivalent to. By choosing the operating frequency so that it corresponds to the electron plasma frequency between these two extreme values, however, is closer to the lower-frequency initial plasma, the most favorable increase in combustion can be expected to be achieved. On average, this frequency corresponds to a value roughly in the middle of the electron-plasma frequency profile, where the flame increase is desirable. Finally, the combustion process can be increased if vibrational, rotational or other resonances of the petroleum molecules can be excited directly by the microwave energy by operating the microwave source at the corresponding molecular resonances Frequencies. Most petroleum molecules are not polarized and do not show microwave resonances. Alternative or alternative fuels, like methanol, but have a permanent electrical dipole moment and show many resonances in the microwave range. Furthermore methanol is a much cheaper fuel than gasoline

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2535GBÜ2535GBÜ

und verhält sich in Form eines Benzin-Methanol-Gemisches wie das teurere reine Benzin. Auf diese Weise kann durch Anregen eines Benzin-Methanol-Gemisches mit Mikrowellenenergie der Überschlag des Kraftstoff-Gemisches gesteigert werden und können seine Verbrennungseigenschaften verbessert werden.and behaves in the form of a gasoline-methanol mixture like the more expensive one pure gasoline. In this way, by exciting a gasoline-methanol mixture With microwave energy the flashover of the fuel mixture can be increased and its combustion properties can be increased be improved.

Wie bereits ausgeführt, verbessert das Vorhandensein von Mikrowellenenergie am oder nahe der Zündkerzenspitze die Eigenschaften des (Zund-)Funkens. Wenn die Komponente der Mikrowellenenergie an der Zündkerzenspitze als "Nicht-Resonanz-Komponente" und die im Hauptvolumen des Zylinders als "Resonanz-Komponente" bezeichnet wird, so hängt die Resonanz-Komponente vom Kopplungswirkungsgrad der Schleife oder Sonde in das verbrennende Gemisch-Plasma ab.As stated earlier, the presence of microwave energy improves at or near the spark plug tip the properties of the (ignition) spark. When the component of microwave energy at the Spark plug tip as a "non-resonance component" and the one in the main volume of the cylinder is referred to as the "resonance component", the resonance component depends on the coupling efficiency of the loop or probe into the burning mixture plasma.

Der Funken wird erzeugt oder ausgelöst, wenn der Kontakt oder Unterbrecher offen zeigt und eine Spannung in der Größenordnung von 10 kV wird über den Zünd(kerzen)-Spalt gelegt. Dies wird als kapazitive Komponente des Funkens bezeichnet; sie ist sehr kurzzeitig und verantwortlich für den Durchschlag des Gemisches und löst Verbrennung in einem gut verteilten Gemisch mit einem zündfähigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis aus. Der kapazitiven Komponente folgt eine induktive Komponente, die während etwa 20 der Kurbelwellen-Drehung andauert und die gekennzeichnet ist durch eine verringerte Spannung von etwa 1 kV und durch das Auftreten eines Stroms, durch den der üblicherweise sichtbare Funken entsteht. Diese induktive Komponente enthält den größten Energieanteil des Funkens und ist wichtig bei der Zündung eines feuchten kalten Gemisches oder eines mageren Gemisches.The spark is generated or triggered when the contact or breaker shows open and a voltage of the order of magnitude 10 kV is placed across the spark plug gap. This is known as the capacitive component of the spark; it is very short-term and responsible for the breakdown of the mixture and triggers combustion in a well-distributed mixture with an ignitable air-fuel ratio the end. The capacitive component is followed by an inductive component, which lasts for about 20 of the crankshaft rotation and which is characterized is due to a reduced voltage of about 1 kV and the appearance of a current through which the usually visible Spark arises. This inductive component contains most of the energy in the spark and is important when igniting a damp one cold mixture or a lean mixture.

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- iv -- iv -

Es wird nun angenommen, daß die Nicht-Resonanz-Komponente der Mikrowellenenergie große, inhomogene, zeitlich Variante Feldgradienten an der Zündkerzenspitze erzeugt, die eine Korona-Entladung bewirkt, die durch strahlenartige Ionisation an der Zündkerzenspitze gekennzeichnet ist. Diese Strahlen verringern die Durchschlag-(oder Überschlag-)Spannung, was mit der kapazitiven Komponente des Funkens zusammenhängt, und der sich ergebende Abfall der zum Auslösen der Verbrennung erforderlichen Spitzenspannung erleichtert die Entwicklung und Herstellung von Schaltungsanordnungen, die notwendig sind, um die hohe Sekundärspannung von der Hochfrequenz-Quelle zu isolieren oder zu trennen. Durch geeignete Wahl der Zündspaltgröße und -form, der Betriebsart der Mikrowellen-Quelle und der Frequenz kann darüber hinaus der Energiegehalt und die Energiedichte der induktiven Komponente erhöht werden, was einen wirkungsvolleren und saubereren Betrieb durch verbesserte Verbrennung feuchter kalter Gemische und - was noch wichtiger ist durch verbesserte Verbrennung magerer Gemische ergibt, da der wirkungsvollste Betrieb von Brennkraftmaschinen bekanntlich bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von ca. 17 auftritt. Wenn Leistungs-Mikrowellen-Quellen im gemäßigten Leistungsimpuls-Modul verwendet werden (jedoch mit großen Impulsbreiten), können darüber hinaus die Hochleistungs-Hochspannungs-Felder über wenige Grade der Kurbelwellendrehung gehalten werden, im Vergleich zur sehr kurzlebigen Hochspannungs-Kapazitiv-Komponente des Gleichspannungs-Funkens, weshalb die Durchschlag-Felder für eine beträchtlich längere Zeit aufrechterhalten werden können. Dieser Faktor wird noch weiter vervielfacht, da eine wesentlich größere Gesamtfunkenenergie mit der Mikrowel len-Quelle zuführbar ist, z. B. 1 J/Funken, statt von nur 0,1 J/Funken.It is now assumed that the non-resonance component of the microwave energy has large, inhomogeneous, temporally variant field gradients generated at the spark plug tip, which causes a corona discharge, which is characterized by radiation-like ionization at the spark plug tip is. These rays reduce the breakdown (or flashover) voltage, what is related to the capacitive component of the spark, and the resulting drop in the peak voltage required to initiate combustion facilitates design and manufacture of circuit arrangements that are necessary to isolate or disconnect the high secondary voltage from the high-frequency source. By suitable selection of the ignition gap size and shape, the operating mode the microwave source and the frequency, the energy content and the energy density of the inductive component can also be increased, which results in a more efficient and cleaner operation through improved combustion of moist cold mixtures and - more importantly through Improved combustion of lean mixtures results because the most efficient operation of internal combustion engines is known to be at an air-fuel ratio from around 17 occurs. If power microwave sources are used in the moderate power pulse module (however with large pulse widths), the high-power high-voltage fields can also be maintained over a few degrees of crankshaft rotation compared to the very short-lived high-voltage capacitive component of the DC voltage spark, which is why the breakdown fields are maintained for a considerably longer time can. This factor is multiplied further, since it is an essential one greater total spark energy can be supplied with the microwave source, z. B. 1 J / spark instead of 0.1 J / spark.

In den Fig .1-7 sind mehrere verschiedene ZündkerzenspitzenIn Figs. 1-7 are several different spark plug tips

B Ü 9 8 ü 9 / ü /»0 9B Ü 9 8 Ü 9 / Ü / »0 9

--20 ---20 -

2 b 3 5 9 6 Q2 b 3 5 9 6 Q

dargestellt, die gemäß der Erfindung sowohl zur Erzeugung des Zündfunkens als auch zum Einführen der Mikrowellenenergie in jede Brennkammer verwendbar sind. Im allgemeinen werden zwei Hauptverfahren zum Einkoppeln von Hochfrequenzenergie in das Plasma im Zylinder verwendet, nämlich Schleifen-Kopplung und Sonden-, Antennen- bzw. Stift-Kopplung. Die Fig. 1-4 zeigen mehrere Schleifen-Kopplungen, während die Fig. 5-7 mehrere Sonden-Kopplungen zeigen. In Fig. 1 ist ein Maschinen-Zylinderkopf 1 dargestellt mit einer üblichen Zündkerzenöffnung mit Gewinde zur Aufnahme des Außengehäuses oder Mantels 2 der Zündkerze. Der Innen- oder Mittelleiter 3 ist vom Mantel 2 durch einen Raum getrennt, der zum Teil mit einem Isolierstoff 4, wie Keramik, gefüllt ist. Der Schleifenteil oder die Schleife 5 ist eine Fortsetzung des Außenleiters oder Mantels 2 und bildet einen Luftspalt zwischen der Spitze 7 des Innenleiters 3 und der Spitze 6 der Schleife 5. Der Spalt zwischen den Spitzen 6 und 7 zeigt die großen elektrischen Feldgradienten, die durch die Gleichspannung und Mikrowellenenergie erzeugt werden, die das Luft-Kraftstoff-Gemisch zünden, und die Schleife 5 koppelt die Mikrowellenenergie in das verbrennende Gemisch-Plasma zur Steigerung der Verbrennung.shown, according to the invention both for generating the ignition spark as well as for introducing the microwave energy into each combustion chamber. In general there are two main procedures used to couple high frequency energy into the plasma in the cylinder, namely loop coupling and probe, antenna or pin coupling. Figures 1-4 show multiple loop couplings, while Figures 5-7 show multiple probe couplings. In Fig. 1 is an engine cylinder head 1 shown with a conventional spark plug opening with thread to accommodate the outer housing or shell 2 of the spark plug. The inner or middle conductor 3 is from the jacket 2 separated by a space which is partially filled with an insulating material 4, such as ceramic. The loop part or loop 5 is one Continuation of the outer conductor or sheath 2 and forms an air gap between the tip 7 of the inner conductor 3 and the tip 6 of the loop 5. The gap between tips 6 and 7 shows the large electrical ones Field gradients created by the DC voltage and microwave energy igniting the air-fuel mixture and the loop 5 couples the microwave energy into the burning mixture plasma to increase the combustion.

Die Fig. 2 und 3 sind ähnlich der Fig. 1 und weisen ähnliche Bauteile auf, nämlich den Gewinde-Mantel 2 a, 2b der Zündkerze, den Innenleiter 3a, 3b, den Isolierstoff 4a, 4b. Es bestehen jedoch Unterschiede in der Form zwischen den Spitzen 6 und 7 gemäß Fig. 1, den Spitzen 7a, 8 gemäß Fig. 2 und den Spitzen 6 a und 7b gemäß Fig. 3. Gemäß Fig. 2 ist die Spitze 8 der Schleife 5a punktförmig oder spitz zulaufend, während gemäß Fig. 3 die Spitze 7b des Innenleiters 3b punktförmig ist. Diese Anordnung ist verwendbar für geringere Zünd-Figures 2 and 3 are similar to Figure 1 and have similar components on, namely the threaded jacket 2 a, 2b of the spark plug, the inner conductor 3a, 3b, the insulating material 4a, 4b. However, there are differences in the form between the tips 6 and 7 according to FIG. 1, the tips 7a, 8 according to FIG. 2 and the tips 6a and 7b according to FIG. 3. According to FIG. 2, the tip 8 of the loop 5a is point-shaped or pointed tapering, while according to FIG. 3, the tip 7b of the inner conductor 3b is punctiform. This arrangement can be used for lower ignition

6098ÜÜ/Ü/.Ü96098ÜÜ / Ü / .Ü9

2 b 3 B 9 6 O2 b 3 B 9 6 O

Gleichspannungen durch Vorsehen einer größeren Ladungskonzentration an den punktförmigen Spitzen, wodurch eine Korona-Entladung bei niedrigerer Spannung induziert wird.DC voltages by providing a greater charge concentration at the point-like tips, creating a corona discharge at lower levels Voltage is induced.

Die Fig. 4 ist ähnlich den Fig. 1 bis 3 und weist entsprechende Bauteile 2c, 3c, 4c auf, jedoch ist der Zündspalt am unteren Ende der Schleife 5c, da die Anordnung des Zündspalts entlang der Schleife unwesentlich ist. Selbstverständlich kann der Querschnitt des Innen- und des Außenleiters rund sein, wie bei üblichen, erhältlichen Zündkerzen oder auch von jeder beliebigen anderen geeigneten Form.FIG. 4 is similar to FIGS. 1 to 3 and has corresponding ones Components 2c, 3c, 4c, but the ignition gap is at the lower end of the Loop 5c, since the arrangement of the ignition gap along the loop is insignificant is. Of course, the cross-section of the inner and outer conductors can be round, as is the case with conventional, available spark plugs or any other suitable form.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen Zündkerzen mit Stift- oder Sondenkopplung, bei denen der Innen- oder Mittelleiter 3d, 3e bzw. 3f der Fig. 5, 6 bzw. 7 jeweils von ihrem Außenleiter 2d, 2e bzw. 2f getrennt ist durch einen teilweise mit einem Isolierstoff 4d, 4e bzw. 4f ge- · füllten Raum. Die Fig. 5 bis 7 sind im wesentlichen gleich, jedoch mit der Ausnahme, daß in Fig. 6 die Spitze 12 des Außenleiters 2e punktförmig oder spitz zulaufend ist, während in Fig. 7 die punktförmige Spitze 13 mit dem Mittelleiter 3f einstückig verbunden ist. Der Sondenteil 10, 10 a, 10 b der Zündkerze gemäß den Fig. 5, 6 bzw. 7 koppelt Mikrowellenenergie in das Gemisch-Plasma, während der Funken im Spalt zwischen der Spitze 11, 12 bzw. 11a der Fig. 5, 6 bzw. 7 und dem Mittelleiter 3b, 3e bzw. 3f auftritt. Gemäß den Fig. 2, 3, 6 und 7 wird die Gleichspannungs-Zündung unterstützt durch die Hochfrequenz, die an den punktförmigen Spitzen konzentriert wird; sie kann auch mit Impuls-Mikrowellenenergie verwendet werden, um Hochleistungs-Mikrowellenenergie sowohl zum Zünden des Gemisches als auch zum Aufrechterhalten bestehender Verbrennung und zum Erhöhen der Flammengeschwin-5 to 7 show spark plugs with pin or probe coupling, in which the inner or middle conductor 3d, 3e or 3f of Fig. 5, 6 and 7 are each separated from their outer conductor 2d, 2e or 2f by a partially covered with an insulating material 4d, 4e or 4f. filled space. FIGS. 5 to 7 are essentially the same, with the exception that, in FIG. 6, the tip 12 of the outer conductor 2e is punctiform or is tapered, while in Fig. 7 the point-shaped tip 13 is integrally connected to the central conductor 3f. The probe part 10, 10 a, 10 b of the spark plug according to FIGS. 5, 6 and 7 couples microwave energy into the mixed plasma, while the spark in the gap between the tip 11, 12 or 11a of FIGS. 5, 6 or 7 and the Center conductor 3b, 3e or 3f occurs. According to FIGS. 2, 3, 6 and 7 the DC ignition is supported by the high frequency, which is concentrated at the point-like tips; it can also be used with pulsed microwave energy to generate high power microwave energy both to ignite the mixture and to maintain existing combustion and to increase the flame speed

6 ü 9 8 0 9 / 0 U 0 96 ü 9 8 0 9/0 U 0 9

2 b 3 B G G O2 b 3 B G G O

digkeit vorzusehen. In allen Fällen wird die beste Form und Größe der Koppelschleife bzw. Koppelsonde bestimmt durch Faktoren wie Frequenz der Mikrowellenenergie, benötigter Einkopplungsgrad der Energie in das Plasma und benötigte Feldstärke an der Zündkerzenspitze (d.h. das Verhältnis der Resonanz- zur Nicht-Resonanz-Komponente der Mikrowellenenergie). Diese Faktoren sind leicht mittels üblicher elektrischer Meßtechnik bestimmbar.to provide. In all cases the best shape and size will be the Coupling loop or coupling probe determined by factors such as the frequency of the microwave energy, the required degree of coupling of the energy into the Plasma and required field strength at the spark plug tip (i.e. the ratio of the resonance to the non-resonance component of the microwave energy). These factors can easily be determined using conventional electrical measurement technology.

Die Zündkerzen gemäß den Fig. 1 bis 7 können in funkengezündete Brennkraftmaschinen eingebaut werden einschließlich solcher, die weniger üblich sind, wie Rotationsmaschine, "Rotary V-Maschine, CVCC-Maschine und andere. Im Fall der CVCC-Maschine, bzw. des CVCC-Motors, der zwei Zündkerzen pro Zylinder besitzt, ist es vorzuziehen, die Hochfrequenzenergie über die Zündkerze zuzuführen, die der Vorbrennkammer zugeordnet ist, da sie das primär zündbare reichere Gemisch enthält. Im Fall von Dieselmaschinen oder -r-motoren kann die Mikrowellenenergie über eine Glühkerze zugeführt werden, die die Form einer Schleife wie gemäß Fig. 4 aufweist, jedoch ohne den Zündspalt 14. In diesem Fall ist die Zeitsteuerung der Mikrowellen-Quelle mit der Injektions- oder Einspritzzeit des Kraftstoffs in den Zylinder verknüpft.The spark plugs according to FIGS. 1 to 7 can be installed in spark-ignited internal combustion engines, including those that are less common are such as rotary machine, "Rotary V machine, CVCC machine and other. In the case of the CVCC machine or the CVCC engine, which has two spark plugs per cylinder, it is preferable to supply the high frequency energy through the spark plug to the pre-combustion chamber is assigned because it contains the primarily ignitable richer mixture. In the case of diesel machines or engines, the microwave energy be supplied via a glow plug which has the shape of a loop as in FIG. 4, but without the ignition gap 14. In this case, the timing of the microwave source is linked to the injection or injection time of the fuel into the cylinder.

In Fig. 8 ist ein Hochfrequenz-Leistungs-Oszillator oder -generator 17 dargestellt, der von üblicher Bauart sein kann (z.B. von G & E. Bradley Ltd., Oszillatortypen 420 bis 439; Engelmann Microwave Co., Typen der CC-12,-24-Serie, und andere, die im Zusammenhang verwendbar sind mit z.B. der Festkörper-Hochleistungs-Verstärkerreihe PA oder CA der Mikrowave Power Devices Ine.). Viele billige Mikrowellen-Quellen einschließlich solcher von Festkörper-Bauart in der Grö-In Fig. 8 is a high frequency power oscillator or generator 17, which can be of conventional design (e.g. from G & E. Bradley Ltd., oscillator types 420 to 439; Engelmann Microwave Co., Types of the CC-12, -24 series, and others that can be used in connection with e.g. the solid-state high-power amplifier series PA or CA of the Microwave Power Devices Ine.). Lots of cheap microwave sources including those of solid-state construction in the size

6 09809/06 09809/0

ßenordnung von 100 Watt Dauerstrich(CW)-Leistung sind im Handel erhältlich und werden entwickelt. Üblicherweise benötigt ein Festkörper-Leistungs-Oszillator eine Betriebs-Gleichspannung von 12 bis 45 V, die durch eine Batterie 15 beim Anlassen oder Einschalten zugeführt wird. Ein Fahrzeug-Stromgenerator 16, der mit der Batterie 15 verbunden und an einen Steuerkasten oder eine Steuereinheit 21 angeschlossen ist, führt die Gleichspannung zu, wenn die Maschine bzw. der Motor läuft. Ein fernbetätigtes oder ferngesteuertes einpoliges Vierfachwechsler(lP4T)-Koaxialrelais-Schaltglied 24 ist über ein Koaxialkabel 18 an den Mikrowellen-Generator gekoppelt (wobei für eine n-Zylindermaschine ein einpoliger n-fachwechsler (IPnT) oder in Kaskade mehrere Schaltglieder verwendet werden). Wenn mehr als eine Hochfrequenz-Quelle verwendet wird, ist die Anzahl der verwendeten jedem Schalter zugeordneten Zuführleitungen verringert. Selbstverständlich werden keine Schaltglieder benötigt, wenn eine Hochfrequenz-Quelle pro Zylinder verwendet wird, wie das weiter unten näher erläutert wird. Weiter ist für Einkammermaschinen, wie die Einzylinder-Drehkolbenmaschine (System Wankel), kein Schaltglied erforderlich. Die Steuereinheit 21 ist mit dem Mikrowellen-Generator 17 verbunden zum Steuern des Zeitablaufs zum Zuführen der Mikrowellenenergie zu den verschiedenen Zylinder. Die Steuereinheit 21 wird anhand Fig. 10 ausführlich erläutert. Ein (Zünd-)Verteiler 25, der anhand Fig. 9 näher erläutert wird, gibt den Zeitablauf vor zum Einführen der elektrischen Gleichspannungsenergie in jeden Zylinder. Koaxialkabel 18 a verbinden elektrisch das fernbetätigte Koaxial-Schaltglied 24 mit Zündkerzen 22.1, 22.2, 22.3 und 22.4, die von einer der in den Fig. 1-7 erläuterten Bauart sein können. Sie werden verwendet, um die Mikrowellenenergie vom Mikrowellen-Generator 17 über das Koaxial-Schaltglied 24 jedem Zylinder zuzuführen.On the order of 100 watts of continuous wave (CW) power are commercially available and are developed. Usually a solid state power oscillator is needed an operating DC voltage of 12 to 45 V, supplied by a battery 15 when starting or switching on will. A vehicle power generator 16 connected to the battery 15 and connected to a control box or control unit 21 is, supplies the DC voltage when the machine or the motor is running. A remotely operated or remotely controlled single pole quadruple changeover (lP4T) coaxial relay switch 24 is coupled to the microwave generator via a coaxial cable 18 (where for an n-cylinder machine a single-pole n-slot changer (IPnT) or several in cascade Switching elements are used). If more than one high frequency source is used, the number of switches used is each switch associated supply lines reduced. Of course, no switching elements are needed if there is a high frequency source per cylinder is used, as will be explained in more detail below. Furthermore, no switching element is required for single-chamber machines such as the single-cylinder rotary piston machine (Wankel system). The control unit 21 is connected to the microwave generator 17 for controlling the timing for supplying the microwave energy to the various cylinders. The control unit 21 is explained in detail with reference to FIG. 10. An (ignition) distributor 25, which is explained in more detail with reference to FIG. 9, gives the timing before the DC electric power is introduced into each cylinder. Coaxial cable 18 a electrically connect the remote control Coaxial switching element 24 with spark plugs 22.1, 22.2, 22.3 and 22.4, which can be of one of the types explained in FIGS. 1-7. They are used to supply the microwave energy from the microwave generator 17 via the coaxial switch 24 to each cylinder.

(J α 8 Ü f.i I L 4 ü 9(J α 8 Ü f .i IL 4 ü 9

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Hochgleichspannungs-Koppel- oder Sperrblöcke oder -glieder 20.1 bis 20.4 sind in den Koaxialleitungen bzw. -kabel 18 a zwischen dem Koaxial-Schaltglied 24 und den Zündkerzen 22.1 - 22.4 vorgesehen, um sicherzustellen, daß keine Hochspannung den Mikrowellen-Leistungs-Generator erreichen kann, aber daß die Mikrowellenenergie sich mit geringer Reflexion ausbreiten kann. Der Verteiler 25, der die Hochgleichspannung auf jeden Zylinder verteilt, ist über Koaxialleitungen oder -kabel 18a mit den Zündkerzen 22.1 - 22.4 verbunden. Hochfrequenz-Leistungs-Filter 19.1 - 19.4 sind in den Koaxialkabeln 18a zwischen dem Verteiler 25 und den Zündkerzen 22.1 - 22.4 vorgesehen, um sicherzustellen, daß keine Hochfrequenzleistung den Verteiler 25 und die Umgebung erreichen kann und sind ausgelegt ohne Durchschlag oder Überschlag auszuhalten.High-voltage coupling or blocking blocks or elements 20.1 to 20.4 are in the coaxial lines or cables 18 a between the coaxial switching element 24 and the spark plugs 22.1 - 22.4 are provided to ensure that no high voltage hits the microwave power generator can achieve, but that the microwave energy can propagate with little reflection. The distributor 25, the high DC voltage Distributed over each cylinder, is connected to the spark plugs 22.1-22.4 via coaxial lines or cables 18a. High frequency power filter 19.1 - 19.4 are provided in the coaxial cables 18a between the distributor 25 and the spark plugs 22.1 - 22.4, to ensure that no high frequency power can reach the distributor 25 and the surrounding area and are designed without breakdown or rollover.

Anhand der Fig. 8 und 9 wird ein vollständiges Arbeitsspiel beim Zünden eines Zylinders (in dessem Fall der mit der dritten Zündkerze 2.3 versehene - nicht dargestellte - Zylinder). Wenn der Verteilerrotor oder -finger 25.1 sich nach rechts dreht, betätigt ein erster Einsteller oder ein erstes Stellglied 25.3 das Schaltglied 26.3 und betreibt sowohl den Leistungs-Oszillator oder Mikrowellen-Generator 17 als auch das Koaxial-Schaltglied 24 durch die (später näher erläuterte) Steuereinheit 21, um Mikrowellenleistung zur Zündkerze 22.3 zuführen, die in einer Öffnung im dritten Zylinder angeordnet ist. Das Tiefpaß-Filter 19.3 verhindert, daß Hochfrequenzenergie zum Verteiler gelangen kann. Nach einer genau vorgegebenen Drehung um θ des Verteilerfingers 25.1 öffnet ein (nicht dargestelltes) Verteilglied. Der Hochgleichspannungs-Anschluß 25.2 der Sekundärwicklung der Zündspule (nicht dargestellt) ist zu einem Anschluß 23.3 so ausgerichtet, daß die8 and 9 show a complete working cycle when igniting a cylinder (in this case the one with the third spark plug 2.3 provided - not shown - cylinder). When the distributor rotor or finger 25.1 rotates to the right, a first actuates Adjuster or a first actuator 25.3, the switching element 26.3 and operates both the power oscillator or microwave generator 17 and the coaxial switching element 24 by the (explained in more detail later) Control unit 21 to supply microwave power to spark plug 22.3, which is arranged in an opening in the third cylinder. The low-pass filter 19.3 prevents high-frequency energy from reaching the distributor can get. After a precisely specified rotation by θ des Distribution finger 25.1 opens a distribution member (not shown). The high DC voltage connection 25.2 of the secondary winding of the ignition coil (not shown) is aligned to a connection 23.3 so that the

B(J 98 U'J/ 0 U 0 9B (J 98 U'J / 0 U 0 9

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

26359602635960

Hochgleichspannung der Zündkerze 22.3 zugeführt wird. Ein Koppeloder Sperrkondensator bzw. ein Koppel- oder Sperrglied 20.3 schützt den Oszillator oder Generator 17 vor der Hochgleichspannung. Nach einer weiteren Drehung um θ des Verteilerfingers 25.1 schaltet ein zweites Stellglied 25.4 das Schaltglied 26.3 und den Generator 17 ab, und das Zünden der mit dem dritten Zylinder verbundenen Zündkerze 22.3 ist beendet. Die Stellglieder 25.3, 25.4 und die Schaltglieder 26.1 bis 26.4 können von beliebiger Art sein, wie z. B. magnetische Reedschalter, optisch betätigte Schaltglieder usw.High DC voltage is fed to the spark plug 22.3. A paddock or Blocking capacitor or a coupling or blocking element 20.3 protects the oscillator or generator 17 from the high DC voltage. To a further rotation by θ of the distributor finger 25.1 switches on second actuator 25.4, the switching element 26.3 and the generator 17, and the ignition of the spark plug connected to the third cylinder 22.3 has ended. The actuators 25.3, 25.4 and the switching elements 26.1 to 26.4 can be of any type, such as B. magnetic reed switches, optically operated switching elements, etc.

Anhand der Fig. 8, 9 und der Fig. 10 wird eine ausführliche Erläuterung der Steuereinheit 21 sowie deren Betriebs gegeben. Wenn das erste Stellglied 25.3 das Schaltglied 26.3 betätigt (das ein magnetischer Reedschalter mit Arbeitskontakt sein kann), wird eine Spannung proporti onal zu R /(R +R), mit R , R , R = Widerstands werte vonA detailed explanation will be given with reference to Figs. 8, 9 and Fig. 10 given to the control unit 21 and its operation. When the first actuator 25.3 actuates the switching element 26.3 (which is a magnetic Reed switch with normally open contact), a voltage is proportional to R / (R + R), with R, R, R = resistance values of

L·*L * 3.3. C*C * X,X, £t£ t όό

Widerständen R , R , R , an ein Schaltglied 21.1 angelegt (dasein Thyratron-Schaltglied, ein Kytron, ein steuerbarer Halbleiter (SCR) oder ein anderes Hochleistungs-Hochgeschwindigkeits-Schaltglied sein kann, wie z.B. ein gleichspannungsgesteuertes Festkörperrelais der Firma Hamlin, Typ 700, das 25 A und mehrere kW in 1 ms schalten kann). Wenn das Schaltglied 21.1 schließt, wird Gleich-Leistung dem Leistungs-Generator 17 zugeführt, um ihn zu betätigen. Im wesentlichen gleichzeitig wird eine Spannung proportional zu R /(R +R0) an den Anschluß 24.3 des Hochgeschwindigkeits-Koaxial-Schaltglieds 24 angelegt und wird sein Ausgang mit dem Eingangs-Koaxial-Anschluß 24.5 verbunden, so daß Mikrowellenleistung durch das Schaltglied 24 zur entsprechenden Zündkerze 22.3 (Fig. 8) geleitet oder übertragen wird. Wenn das Schaltglied 26.3 entregt oder abgeschaltet wird, wird dieResistors R, R, R, applied to a switching element 21.1 (which can be a thyratron switching element, a Kytron, a controllable semiconductor (SCR) or another high-performance, high-speed switching element, such as a DC voltage-controlled solid-state relay from Hamlin, type 700, that can switch 25 A and several kW in 1 ms). When the switching element 21.1 closes, direct power is fed to the power generator 17 in order to operate it. At substantially the same time, a voltage proportional to R / (R + R 0 ) is applied to terminal 24.3 of high-speed coaxial switch 24 and its output is connected to input coaxial terminal 24.5 so that microwave power is fed through switch 24 to corresponding spark plug 22.3 (Fig. 8) is passed or transmitted. If the switching element 26.3 is de-energized or switched off, the

Spannung vom Schaltglied 21.1 und vom Koaxial-Schaltglied 24 entfernt.Voltage from switching element 21.1 and from the coaxial switching element 24 removed.

Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 10 erfordert die Verwendung ferngesteuerter Koaxial-Schaltglieder, die hochspannungsfest sind. Einfachere Schaltungsanordnungen, die geringere Spannungen benötigen und einfacheren Aufbau erfordern, werden im folgenden betrachtet, können jedoch verschiedene Ausmaße an mechanischen Änderungen der Maschine erfordern.The circuit arrangement according to FIG. 10 requires the use of remote-controlled coaxial switching elements which are resistant to high voltages. Simpler ones Circuit arrangements that require lower voltages and require a simpler structure are considered in the following however, require varying degrees of mechanical modifications to the machine.

Das erste Ausführungsbeispiel ist ein besonders entwickelter Verteiler, durch den ein schnelles Hochleistungs-Koaxial-Schaltglied unnötig wird. Die Fig. HA und HB zeigen einen geänderten Verteiler 52, der die Hochfrequenzenergie zu jeder Zündkerze in der gleichen Weise überträgt wie die Hochgleichspannung .The first embodiment is a specially developed distributor, which eliminates the need for a high-speed, high-performance coaxial switch. FIGS. HA and HB show a modified distributor 52, which transmits the high frequency energy to each spark plug in the same way as the high DC voltage.

Sowohl die Hochgleichspannung als auch die Mikrowellenleistung werden entlang des Koaxialkabels 52.1 zum besonders entwickelten Finger 53 übertragen, der dem El-Abschnitt einer Übertragungsleitung ähnlich ist. Der Rotor oder Finger 53 ist mit der Rotor- oder Fingerwelle 44 verbunden und dreht sich mit ihr. Die Gleichspannung und die Hochfrequenzleistung werden zur (nicht dargestellten) Zündkerze bzw. Zündkerzenspitze übertragen, die eine von denen anhand der Fig. 1-7 erläuterten sein kann, wenn das Finger-Ende 55 mit einem der Leiter 54.1 - 54.4 ausgerichtet ist. Das Zeitintervall, während dem die Hochfrequenzenergie zur Verfügung gestellt wird (z. B. dem Leiter 54.4 gemäß Fig. HA) wird gesteuert durch Verbinden der Fingerwelle 44 mit dem Finger 53 mittels eines sich exzentrisch drehenden mechanischen Verbinders 53.1, so daß das Finger-Ende 55 für wenige Grade der Fingerdrehung gegenüber demBoth the high DC voltage and the microwave power are transmitted along the coaxial cable 52.1 to the specially designed finger 53, which is similar to the El section of a transmission line. The rotor or finger 53 is connected to the rotor or finger shaft 44 and rotates with it. The DC voltage and the high frequency power are transferred to the spark plug or spark plug tip (not shown) which is one of those explained with reference to FIGS. 1-7 when the finger end 55 is aligned with one of the conductors 54.1-54.4. The time interval during which the radio frequency energy is to Is made available (z. B. the conductor 54.4 according to FIG. HA) is controlled by connecting the finger shaft 44 to the finger 53 by means of an eccentrically rotating mechanical connector 53.1 so that finger end 55 for a few degrees of finger rotation from that

ÖU9ÖÜ9/ÜA09ÖU9ÖÜ9 / ÜA09

253596Ü253596Ü

Ende des Koaxialkabels 54.4 ortsfest oder stationär bzw. sich diesem gegenüber relativ langsam bewegend sein kann. Es kann auch ein herkömmliches oder eine Abwandlung eines herkömmlichen handdrehbaren Koaxial-Schaltglieds mit dem Verteiler 25 verwendet werden und konzentrisch mit der Fingerwelle 44 verbunden sein, um die Mikrowellenenergie hintereinander jedem Zylinder gleichzeitig mit dem Gleichspannung sf unk en zuzuführen.End of the coaxial cable 54.4 stationary or stationary or this may be relatively slow moving compared to. It can also be a conventional or a modification of a conventional hand-rotatable Coaxial switching element can be used with the manifold 25 and concentrically connected to the finger shaft 44 to carry the microwave energy one after the other to each cylinder at the same time with the DC voltage sf unk en.

In Fig. 12 ist eine Einrichtung zum Erreichen von Gleichspannungs-Isolation oder -Trennung der Hochfrequenz-Quelle 17 und Hochfrequenz-Isolation oder -Trennung des Verteilers 25 dargestellt. Diese Einrichtung kann für jedes Tiefpaß-Filter 19.1 - 19.4 und jedes Hochgleichspannungs-Sperrglied 20.1 - 20.4 gemäß Fig. 8 verwendet werden, während der Verteiler 52 gemäß Fig. 11 für den Verteiler 25 gemäß Fig. 8 eingesetzt werden kann. Mikrowellenenergie wird über eine Schleife 27 a schleifengekoppelt (oder durch Ersetzen der Schleife 27 a durch eine (nicht dargestellte) Sonde sondengekoppelt) zu einer (nicht dargestellten) Zündkerze und stellt dadurch die Isolation der Mikrowellen-Quelle 17 an der heißen oder spannungsführenden Seite 28.1 der vom Verteiler 52 kommenden Hochgleichspannung sicher. Auf der Verteilerseite der Hochfrequenz-Gleichspannungs-Verbindung ist ein Filter 28.2 vorgesehen, um zu verhindern, daß Hochfrequenzenergie den Verteiler 52 und die Umgebung erreichen kann. Die Einrichtung gemäß Fig. 12, nämlich ein kapazitiv geladener Abschnitt einer Übertragungsleitung (Übertragungsleitung 28.2) wird als Hochfrequenz-Filter verwendet. Ein solcher periodischer Aufbau zeigt eine Bandpaß-Bandsperr-Kennlinie und ist bestimmt zum Betrieb in der Mitte eines Sperrbereichs und daher zum Ausfiltern der Mikrowellenenergie, die zum Verteiler wandert.Referring to Figure 12, there is a means for achieving DC isolation or separation of the high frequency source 17 and high frequency isolation or separation of the distributor 25. This facility can be used for each low-pass filter 19.1-19.4 and each high-voltage blocking element 20.1-20.4 according to FIG. 8, while the distributor 52 according to FIG. 11 for the distributor 25 according to FIG Fig. 8 can be used. Microwave energy is loop-coupled via a loop 27 a (or by replacing the loop 27 a probe-coupled by a probe (not shown) to a spark plug (not shown) and thereby provides the isolation of the microwave source 17 on the hot or live side 28.1 of the from the distributor 52 coming high DC voltage safe. On the distribution side the high frequency DC voltage connection is a filter 28.2 is provided to prevent high frequency energy from reaching the distributor 52 and the surrounding area. The establishment according to Fig. 12, namely a capacitively charged section of a transmission line (transmission line 28.2) is used as a high frequency filter. Such a periodic structure exhibits a band-pass-band-stop characteristic and is intended for operation in the middle of a stop range and therefore to filter out the microwave energy traveling to the manifold.

B 0 y 8 U 'J / . U 0 9B 0 y 8 U 'J /. U 0 9

2S359602S35960

In Fig. 13 ist eine Zündkerze 29 wiedergegeben, die die Hochfrequenz-Filterwirkung und die Gleichspannungs-Drosselung (choke) der vorgenannten Einrichtung mit der Zündkerze kombiniert, die Gleichspannung und Hochfrequenzenergie dem Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder zuführt. Diese Zündkerze 29 enthält ein Hochfrequenz-Filter 29.2 als Teil ihres Aufbaues. Dieses Hochfrequenz-Filter 29.2 kann eines von vielen erhältlichen sein (z. B. das Hochfrequenzfilter 28.2 gemäß Fig. 12) und verhindert, daß Mikrowellenenergie den Verteiler 52 und die Umgebung erreichen kann. Zusätzlich kann durch Einstellen des Abstands zwischen der Koppelschleife 27 b und der Zündkerzenspitze 14 a das Koppeln der Mikrowellenenergie an die Zündkerzenspitze 14 a gesteuert werden. Anstelle der Schleife 27b kann auch, wie bereits erläutert, eine Sondenkopplungs-Anordnung verwendet werden. Wenn eine direkte Verbindung zur "heißen" Seite des Innenleiters 3 g hergestellt wird, muß selbstverständlich ein Gleichspannungs-Sperrkondensator zwischen dem Kabel bzw. der Leitung 29.1 und der (in Fig. 13 nicht gezeigten) Mikrowellen-Quelle 17 angeordnet sein. Innen-Gleichspannungs-Sperr- oder -Koppel-Koaxialverbinder sind im Handel erhältlich, verwenden Kapazitäten in Reihe mit dem Mittelleiter, zeigen niedrigen Welligkeitsfaktor (VSWR) im Mikrowellen-Frequenzbereich, da die Reaktanz umgekehrt proportional der Frequenz ist, und sind bei einer Höchstspannung von etwa 1 kV betreibbar. Durch Verwenden insbesonderer hochdurchschlagsfester Dielektrika (wie z.B. unter der Warenbezeichnung Teflon (PTFE) oder Mica erhältlichen Dielektrika) und durch geringfügige Änderungen des Aufbaues kann der Gleichspannungs-Sperr- oder -Koppel-Koaxialverbinder zum Betrieb bei höherer Spannung ausgeführt werden.13 shows a spark plug 29 which has the high-frequency filter effect and the DC voltage choke of the aforementioned device combined with the spark plug, the DC voltage and applying radio frequency energy to the air-fuel mixture in the cylinder. This spark plug 29 contains a high-frequency filter 29.2 as Part of their construction. This high-frequency filter 29.2 can be one of many available (for example the high-frequency filter 28.2 according to FIG Fig. 12) and prevents microwave energy from reaching the manifold 52 and the environment. In addition, by setting the distance between the coupling loop 27 b and the spark plug tip 14 a, the coupling of the microwave energy to the spark plug tip 14 a is controlled will. Instead of the loop 27b, as already explained, a probe coupling arrangement can be used. If a direct connection is made to the "hot" side of the inner conductor 3 g is, of course, a DC blocking capacitor between the cable or the line 29.1 and the (in Fig. 13 not shown) microwave source 17 be arranged. Indoor DC voltage blocking or coupling coaxial connectors are commercially available, use capacities in series with the center conductor, show low Ripple factor (VSWR) in the microwave frequency range, as the reactance is inversely proportional to the frequency, and can be operated at a maximum voltage of around 1 kV. By using in particular high dielectric strength dielectrics (such as dielectrics available under the trade name Teflon (PTFE) or Mica) and with minor design changes, the DC blocking or coupling coaxial connector can operate at higher voltages are executed.

609809/0409609809/0409

Die Fig. 14 zeigt eine weitere, davon verschiedene Möglichkeit zum Einführen der Mikrowellenenergie in die Brennkammer, d. h. das Einkoppeln der Hochfrequenzenergie durch eine Öffnung neben der Zündkerzen-Öffnung statt über die Zündkerze selbst. Da durch eine solche Anordnung Hochfrequenzenergie nicht direkt an der Zündkerzenspitze zur Verfügung steht, können vorteilhaft Gleichspannungs-Sperrglieder weggelassen werden. Es ist lediglich, wie bereits erwähnt, sowohl ein Koaxial-Schaltglied notwendig, als auch eine Zeitsteuer-Einrichtung, wie sie beispielsweise in Fig. 11 für Maschinen dargestellt ist, die Verteiler verwenden. Für Dieselmaschinen, die keine Glühkerzen verwenden, ist es wesentlich, die Hochfrequenzenergie in der in Fig. 14 dargestellten Weise einzuführen.FIG. 14 shows another possibility, different therefrom, for introducing the microwave energy into the combustion chamber, i. H. the Coupling of the high-frequency energy through an opening next to the spark plug opening instead of via the spark plug itself. As such an arrangement means that high-frequency energy is not directly at the spark plug tip is available, DC blocking elements can advantageously be omitted. It is merely, as already mentioned, both a Coaxial switching element necessary, as well as a time control device, such as shown in Fig. 11 for machines using manifolds. For diesel engines that do not use glow plugs, it is essential to introduce the high frequency energy as shown in FIG.

In Fig. 14 sind zwei Gewindeöffnungen oder Bohrungen am Oberende des Zylinderkopfes 1 a einer funkengezündeten Maschine vorgesehen. Die eine Öffnung nimmt eine übliche Zündkerze 100 zur Gleichspannungs-Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches auf. Diese herkömmliche Zündkerze 100 weist übliche Bauteile auf, wie einen Außenmantel 2h, einen Innenleiter 3 h und einen Isolierstoff 4 h. Die andere öffnung nimmt einen Hochfrequenz-Schleifenkopplungs-Stecker 30 auf zum Koppeln der Hochfrequenzenergie in das brennbare bzw. verbrennende Gemisch-Plasma. Der Hochfrequenz-Schleifenkopplungs-Stecker 30 besteht aus einem teilweise mit Gewinde versehenen Außen-Leitmantel oder -leiter 18 d einen Innenleiter 18 ab, der vom Außenleiter 18 d durch einen Isolierstoff 18 abc getrennt ist. Eine Schleife 18x' aus leitendem Werkstoff verbindet den Außenleiter 18 d und den Innenleiter 18 ab und dient zum Einkoppeln der Hochfrequenz-Mikrowellenenergie in das verbrennende Plasma im Zylinder. Selbstverständlich kann auch ein Sondenkoppler anstelle der Schleife 18χ' verwendet werden.In Fig. 14 there are two threaded openings or bores at the top of the cylinder head 1 a of a spark-ignited machine is provided. One opening takes a conventional spark plug 100 for direct voltage ignition of the air-fuel mixture. This conventional spark plug 100 has common components, such as an outer shell 2h, an inner conductor 3h and an insulating material 4h. The other opening receives a high frequency loop coupling plug 30 for coupling the high frequency energy into the combustible mixture plasma. The high frequency loop coupling plug 30 consists of a partially threaded outer conductive jacket or conductor 18 d from an inner conductor 18 which is separated from the outer conductor 18 d by an insulating material 18 abc. A loop 18x 'of conductive Material connects the outer conductor 18 d and the inner conductor 18 and is used to couple the high-frequency microwave energy into the burning plasma in the cylinder. Of course, a probe coupler can also be used instead of the loop 18χ '.

609809/0409609809/0409

Eine weitere Vereinfachung kann durch Anwenden der kleinen Abmessungen von Mikrowellen-Festkörper-Einrichtungen erreicht werden, wobei Ausführungsformen verwendbar sind, die die Notwendigkeit von Gleichspannungs-Sperrgliedern (39, Fig. 17) oder Koaxial-Schaltgliedern (24, Fig. 8) vermeiden.A further simplification can be made by using the small dimensions solid state microwave devices can be achieved using embodiments that meet the need for Avoid DC blocking elements (39, FIG. 17) or coaxial switching elements (24, FIG. 8).

In Fig. 15 ist ein solcher Aufbau wiedergegeben. Ein kleines Metallstück 31 ist am Zylinderkopf 1 b anstelle der Zündkerze befestigt, während die Zündkerze 101 selbst, wie dargestellt, an dem Metallstück 31 angebracht ist. Ein Festkörper-Mikrowellen-Generator 32 ist im Metallstück 31 enthalten und kann an einem Kühlkörper und an Kühlrippen (nicht dargestellt) befestigt sein, um seine Temperatur innerhalb der Nennwerte zu halten. Der Festkörper-Mikrowellen-Generator 32 erhält seine Zeitsteuerung und seine Energie über Zuleitungen 34, die mit dem Verteiler oder einer anderen Zeitsteuer-Einrichtung verbunden sind. Die Mikrowellenenergie wird in einen Hohlraum im Metallstück 31 durch eine Schleife 102 bzw. eine entsprechende Sonde eingekoppelt. Die Zündkerze 101 und der Maschinen-Zylinder sind ebenfalls mit dem Hohlraum 35 verbunden. Ein in Strichlinien dargestellter Kraftstoffeinspritzer 33 kann wahlweise am Metallstück 31 vorgesehen sein. Ein Hochfrequenz-Filter 36 ist oberhalb der Zündkerze 101 vorgesehen, damit keine Hochfrequenzenergie durch die Zündkerze 101 gekoppelt und durch das mit der Zündkerze 101 verbundene (nicht dargestellte) Koaxialkabel übertragen werden kann. Die Ausrichtung der Zündkerze 101 und des Festkörper-Mikrowellen-Generators 32 gegenüber dem Hohlraum 35, die hier in senkrechter bzw. waagerechter Lage angeordnet sind, ist beliebig. Die Anordnung gemäß Fig. 15 ist vorteilhaft kompakt und ordnet die durch die Kombination aus demSuch a structure is shown in FIG. A small piece of metal 31 is attached to the cylinder head 1b instead of the spark plug, while the spark plug 101 itself is attached to the metal piece 31 as shown. A solid state microwave generator 32 is contained in the metal piece 31 and can be attached to a heat sink and cooling fins (not shown) to keep its temperature to be kept within nominal values. The solid-state microwave generator 32 receives its time control and its energy via feed lines 34 connected to the distributor or another time control device are connected. The microwave energy is in a cavity in the metal piece 31 by a loop 102 or a corresponding Probe coupled. The spark plug 101 and the engine cylinder are also connected to the cavity 35. A fuel injector 33 shown in broken lines can optionally be attached to the metal piece 31 be provided. A high frequency filter 36 is provided above the spark plug 101 to prevent high frequency energy from passing through the spark plug 101 coupled and transmitted through the coaxial cable (not shown) connected to the spark plug 101. The alignment the spark plug 101 and the solid-state microwave generator 32 opposite the cavity 35, which are here in a vertical or horizontal direction Location is arbitrary. The arrangement according to FIG. 15 is advantageously compact and arranges the through the combination of the

B(J 9HO Η / ,)/, Q 9B (J 9HO Η /,) /, Q 9

Festkörper-Mikrowellen-Generator 32 und der Koppeleinrichtung, nämlich der Koppelschleife 102, eingeführte Hochfrequenzenergie nahe der Spitze der Zündkerze 101 an.Solid-state microwave generator 32 and the coupling device, namely of the coupling loop 102, high frequency energy introduced near the tip of the spark plug 101.

Eine andere Einrichtung, die die geringe Größe des Festkörper-Mikrowellen-Generators verwendet, ist in Fig. 16 dargestellt. Diese Einrichtung 37 ist ähnlich der gemäß Fig. 17, weist jedoch keine Gewindeöffnung für die Zündkerze 101 auf, da sie selbst eine besondere Weiterbildung einer Zündkerze ist. Sie stellt die Gleichspannungsfunken-Verbindung an der Seite 38 über den Mittelleiter 3 j her. Es wird wieder ein Hochfrequenz-Filter 36 a benötigt, damit Hochfrequenzenergie nicht zum Verteiler und in die Umgebung wandern kann. Der Festkörper-Mikrowellen-Generator 32 a ist am Oberende der Einrichtung vorgesehen und ist bestimmt zum wirksamen Einkoppeln von Hochfrequenzenergie in die Kerzen- bzw. Stecker-Übertragungsleitung 2j/3j zur Kerzenspitze 14d über Hochfrequenz-Koppelschleifen 105 bzw. 106. Wieder können ein Kühlkörper und Kühlrippen mit dem Festkörper-Mikrowellen-Generator 32a verwendet werden. Die in Fig. 16 dargestellten Koppelschleifen 105 und 106 sind lediglich ein Beispiel der Möglichkeiten zum Einkoppeln der Hochfrequenzenergie in die Koaxial-Übertragungsleitung, die durch den Mittelleiter 3 j und den Leitwänden oder Außenleitern 2 j gebildet ist, wobei auch eine Sondenkopplung verwendet werden kann. Ein Beispiel für eine derartige Einrichtung ist in Fig. 17 dargestellt. Auch hier ist wieder die Ausrichtung bzw. Anordnung des Festkörper-Mikrowellen-Generators 32 a und des Kabels 38 beliebig.Another facility that the small size of the solid state microwave generator is shown in FIG. This device 37 is similar to that according to FIG. 17, but has no threaded opening for the spark plug 101, since it is itself a special development of a spark plug. It establishes the direct voltage spark connection on side 38 over the middle conductor 3 j. A high-frequency filter 36 a is again required, so that high-frequency energy cannot migrate to the distributor and the surrounding area. The solid-state microwave generator 32 a is provided at the top of the device and is intended for the effective coupling of high frequency energy into the spark plug or plug transmission line 2j / 3j to the candle tip 14d via high-frequency coupling loops 105 and 106, respectively. Again, a heat sink and cooling fins can be used with the solid state microwave generator 32a can be used. The coupling loops 105 and 106 shown in FIG. 16 are only one example of the possibilities for coupling the high-frequency energy into the coaxial transmission line, which passes through the center conductor 3 j and the guide walls or outer conductors 2 j is formed, it also being possible to use a probe coupling. An example of such a device is shown in FIG. Here, too, is the alignment or arrangement of the solid-state microwave generator 32 a and the cable 38 as desired.

Weiter kann der in Fig. 16 bis zum Ende des Zylinderkopfs 1 c reichende Isolierstoff an jeder beliebigen Stelle entlang der Einrichtung 37 enden, um so einen Lufthohlraum ähnlich dem Hohlraum 35 gemäß16 to the end of the cylinder head 1 c Extending insulating material end at any point along the device 37 so as to create an air cavity similar to the cavity 35 according to FIG

ü ü 1J ;.: Ü G / : ■ '.- 0 3ü ü 1 J ;.: Ü G /: ■ '.- 0 3

2 b 3 b 9 6 O2 b 3 b 9 6 O

Fig. 15 zu bilden. Fig. 17 zeigt eine Sondenkopplung zwischen dem Festkörper-Mikrowellen-Generator 32b und dem Mittelleiter 3k. Bei den hohen Mikrowellen-Frequenzen ist die durch den Spalt 39 erzeugte Serien- oder Reihen-Reaktanz gering . Die Hochfrequenzenergie wird dann über die Übertragungsleitung 2k - 3k übertragen und steht an der (nicht dargestellten) Kerzen- bzw. Steckerspitze (wie z. B. 14b, Fig. 16) zur Verfügung. Der Festkörper-Mikrowellen-Generator 32b ist dabei ein Mikrowellen-Leistungs-Oszillator, und über einen Leiter 38d wird die Hochgleichspannung zugeführt.Fig. 15 to form. 17 shows a probe coupling between the solid-state microwave generator 32b and the center conductor 3k. at At the high microwave frequencies, the series or series reactance generated by the gap 39 is low. The high frequency energy will then transmitted via the transmission line 2k - 3k and is at the (not shown) candle or plug tip (such as 14b, Fig. 16) are available. The solid-state microwave generator 32b is a microwave power oscillator, and via a conductor 38d is supplied with the high DC voltage.

Eine weitere Ausbildungsmöglichkeit, die die geringen Abmessungen des Festkörper-Mikrowellen-Generators verwendet, ist in Fig. 18 dargestellt, die wieder eine Zündanlage zur Verwendung bei einer Vierzylindermaschine zeigt. Ein Zylinderbehälter oder -gehäuse 40 ist eine Weiterbildung eines Verteilers und wirkt zusätzlich zu seinen üblichen Funktionen als Quelle und als Steuerung der Mikrowellenenergie. Der Behälter 40 ist in vier Quadraten geteilt, deren jeder einen Festkörper-Mikrowellen-Generator 32c enthält, der, wie dargestellt, mit dem zugehörigen Zündkerzen-Kabel 18b verbunden ist. Der Festkörper-Mikrowellen-Generator 32 c ist als über ein Gleichspannungs-Koppel oder Sperrglied 41 sondengekoppelt dargestellt, es kann jedoch auch eine Schleifenkopplung zum Koaxialkabel 18b vorgesehen werden. Der Verteilerfinger 25.1a wirkt in gleicher Weise wie anhand Fig. 11 erläutert. Das Hochfrequenz-Filter 28.2a ist ähnlich dem anhand Fig. 12 erläuterten. Der Festkörper-Mikrowellen-Generator 32 c erhält seine Zeitsteuer-Information oder -Anweisung über das Schaltglied 26.3a und den Finger 25.1a, die dabei wie in Fig. 9 erläutert wirken. Der Festkörper-Mikrowellen-Generator 32c erhält seine Energie (Leistung) von einerAnother design option, which uses the small dimensions of the solid-state microwave generator, is shown in FIG. 18, which again shows an ignition system for use on a four cylinder engine. A cylinder container or case 40 is one Further development of a distributor and, in addition to its usual functions, acts as a source and control of the microwave energy. Of the Container 40 is divided into four squares, each of which has a solid-state microwave generator 32c which, as shown, is connected to the associated spark plug wire 18b. The solid-state microwave generator 32 c is shown as a probe-coupled via a DC voltage coupling or blocking element 41, but it can also be a Loop coupling to the coaxial cable 18b can be provided. The distributor finger 25.1a acts in the same way as explained with reference to FIG. 11. The high-frequency filter 28.2a is similar to that explained with reference to FIG. The solid-state microwave generator 32 c receives its timing information or instruction via the switching element 26.3a and the finger 25.1a, which act as explained in FIG. The solid-state microwave generator 32c gets its energy (power) from a

b 0 'J ο Ü U / L· :-> 0 9b 0 'J ο Ü U / L · : -> 0 9

2b359B02b359B0

Anordnung aus Batterie und (Wechselstrom-)Generator (15, 16 gemäß Fig. 8) über Zuleitungen 34c.Arrangement of battery and (alternating current) generator (15, 16 according to FIG Fig. 8) via leads 34c.

Neben dem Festkörper-Mikrowellen-Generator 32 c kann auch eine Magnetron-Hochfrequenz-Quelle so betrieben werden, daß vorteilhaft ihre Abmessungen und ihre Zylinderform verwendet wird. Wie der Verteiler ist das Magnetron zylindrisch und weist Drehsymmetrie auf und kann sowohl mechanisch als auch elektrisch mit dem Verteiler und der Fingerwelle verbunden oder verknüpft werden.In addition to the solid-state microwave generator 32c, a magnetron high-frequency source can also be operated in such a way that it is advantageous their dimensions and their cylindrical shape is used. Like the distributor, the magnetron is cylindrical and has rotational symmetry and can be connected or linked both mechanically and electrically to the distributor and the finger shaft.

In Fig. 19 ist eine Möglichkeit zum direkten Koppeln des Hochspannungs-Kabels 18c an einen Magnetron-Hohlraum 43.4 eines Magnetrons 43 dargestellt. Das ermöglicht sowohl ein sehr wirkungsvolles Einkoppeln der Mikrowellenenergie in das Kabel 18 als auch das Vermeiden eines sonst notwendigen Gleichspannungs-Sperrglieds zum Schützen der Hochfrequenz-Quelle, die hier das Magnetron 43 ist. Eine solche Koppelanordnung kann immer verwendet werden, wenn ein Magnetron als Mikrowellen-Quelle verwendet wird. Ein Hochfrequenz-Filter 36b ist vorgesehen, damit keine Hochfrequenzenergie den Verteiler und die Umgebung erreichen kann. Das Kabel 18 c führt sowohl die Gleichspannung als auch die Hochfrequenzenergie zu einer (nicht dargestellten) Zündkerze bzw. Zündkerzenspitze, wie z. B. in Fig. bis 7 dargestellt.In Fig. 19 is a possibility for direct coupling of the high voltage cable 18c to a magnetron cavity 43.4 of a magnetron 43 is shown. This enables both a very effective Coupling of the microwave energy into the cable 18 as well as avoiding an otherwise necessary DC voltage blocking element for Protect the high-frequency source, which is the magnetron 43 here. Such a coupling arrangement can always be used when a magnetron is used as a microwave source. A high frequency filter 36b is provided to prevent high frequency energy from entering the manifold and the surrounding area. The cable 18c carries both the DC voltage and the high-frequency energy to a (not shown) spark plug or spark plug tip, such. B. in Fig. To 7 shown.

Wie ausgeführt, kann die Mikrowellen-Quelle (und die (Zünd-)Spule) ihre Zeitsteuerinformation oder Anweisung von jedem Teil erhalten, das mechanisch und synchron mit der (nicht dargestellten) Kurbelwelle verbunden ist, z.B. die Nockenwelle, der Oberwellen-Ausgleicher usw.As stated, the microwave source (and the (ignition) coil) get their timing information or instruction from each part that is mechanical and synchronous with the crankshaft (not shown) connected, e.g. the camshaft, the harmonic balancer etc.

B ü 9 S 0 9 / ΰ 4 0 9B ü 9 S 0 9 / ΰ 4 0 9

2 5 3 5 9 3 ü2 5 3 5 9 3 above

Eine Möglichkeit, die dieses Prinzip verwendet und einen Verteiler unnötig macht, ist in Fig. 20 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt jeder Zylinder seine eigene, besondere oder Sonder-Spule 56, obwohl durch Einführen von Schaltgliedern für Hochgleichspannung und Hochfrequenz, wie die Schaltglieder 24 gemäß Fig. 8 und 10, die Spulenzahl verringert werden kann. Jede Sekundärwicklung 56.1/56.2 der Spule ist direkt mit seiner (nicht dargestellten) zugehörigen Zündkerze (bzw. Zündkerzen, wenn ein Schaltglied verwendet wird) und der Zündkerzenspitze, wie z. B. gemäß den Fig. 1-7 verbunden, und die Mikrowellen-Quelle 17 a ist an die Spulen-Zündkerzen-Übertragungsleitung 18d angeschlossen. Ein Gleichspannungs-Sperrglied 39 a ist notwendig, wenn das Kabel 18 d nicht direkt an den Mikrowellen-Oszillator oder die Mikrowellen-Quelle 17a über eine Anordnung wie gemäß Fig. 19 angeschlossen ist. Da die Spule selbst eine große induktive Reaktanz XT bei Mikrowellenfrequenzen besitzt (nämlich im Bereich 56.2, in dem die Außenabschirmung der Übertragungsleitung entfernt ist), kann deshalb auf ein Hochfrequenz-Filter 36c, obwohl es dargestellt ist, verzichtet werden. Sowohl die Spule 56 als auch die Hochfrequenz-Quelle 17a ist mit der (nicht dargestellten) Zeitsteuer-Einrichtung verbunden .One possibility which uses this principle and makes a distributor unnecessary is shown in FIG. In this embodiment, each cylinder has its own special or special coil 56, although the number of coils can be reduced by introducing switching elements for high DC voltage and high frequency, such as switching elements 24 according to FIGS. 8 and 10. Each secondary winding 56.1 / 56.2 of the coil is directly connected to its (not shown) associated spark plug (or spark plugs, if a switching element is used) and the spark plug tip, such as. B. according to FIGS. 1-7, and the microwave source 17a is connected to the coil-spark plug transmission line 18d. A DC voltage blocking element 39 a is necessary if the cable 18 d is not connected directly to the microwave oscillator or the microwave source 17 a via an arrangement as shown in FIG. Since the coil itself has a large inductive reactance X T at microwave frequencies (namely in the area 56.2 in which the outer shielding of the transmission line is removed), a high-frequency filter 36c, although it is shown, can therefore be dispensed with. Both the coil 56 and the high-frequency source 17a are connected to the timing device (not shown).

Die Schaltglieder"und die Zeitsteuer-Einrichtungen, die der Hohlfrequenz-Quelle zugeordnet sind, können beseitigt werden, wenn die Hochfrequenz-Quelle an alle Zündkerzen über einen Spannungsteiler angeschlossen ist, und wenn die Zündanlage so ausgebildet ist, daß geringe Leistungsübertragung auf die nicht zündenden Zylinder erfolgt. Das kann dadurch erreicht werden, daß die Hochfrequenz-Quelle kontinuierlich betrieben wird, und daß die Betriebsfrequenz, der Leistungs-The switching elements "and the timing devices of the hollow frequency source can be eliminated if the high frequency source is connected to all spark plugs via a voltage divider is, and if the ignition system is designed so that there is little power transfer to the non-firing cylinders. This can be achieved in that the high frequency source is operated continuously, and that the operating frequency, the power

6Ü98U9/Ü4096Ü98U9 / Ü409

2b359G02b359G0

pegel und die Kopplungsart so gewählt wird, daß die Hochfrequenz-Quelle eine nahezu vollkommen reaktive Last außer an dem Zylinder "sieht", der durch den Gleichspannungsfunken gezündet wurde. Dieser Zylinder bildet eine große ohm sehe Last, da er das verbrennende Gemisch-Plasma enthält, und Hochfrequenz-Leistung (-Energie) wird eingekoppelt zum Vergrößern und Beschleunigen der Verbrennung. Eine derartige Anordnung ist insbesondere zweckmäßig bei Maschinen mit vielen Zylindern, z. B. V 8- oder V 12-Maschinen oder für andere Mehrzündkerzen-Maschinen wie die "Rotary V-Maschine.level and the type of coupling is chosen so that the high-frequency source an almost completely reactive load "sees" except at the cylinder that was ignited by the DC voltage spark. This The cylinder forms a large ohmic load, since it contains the burning mixture plasma, and becomes high-frequency power (energy) coupled in to enlarge and accelerate the combustion. One such an arrangement is particularly useful in machines with many cylinders, e.g. B. V 8 or V 12 machines or for others Multi-spark plug machines such as the Rotary V machine.

Schließlich sei noch bemerkt, daß Mikrowellen-Quellen mit Wellenleiter-Ausgängen an eine Koaxialleitung angeschlossen oder gekoppelt werden müssen, weshalb Wellenleiter-Koaxial-Zwischenstücke oder Adapter benötigt werden, und daß derartige Zwischenstücke automatisch die notwendige Gleichspannungs-Trennung der Mikrowellen-Quelle hervorrufen.Finally, it should be noted that microwave sources with waveguide outputs must be connected or coupled to a coaxial line, which is why waveguide-coaxial spacers or Adapters are required, and that such spacers automatically provide the necessary DC voltage separation of the microwave source cause.

Claims (17)

2 b 3 5 9 6 O Patentansprüche2 b 3 5 9 6 O claims 1. Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einer Brennkammer, mit einer Mischeinrichtung für ein brennbares Gemisch in der Brennkammer, und mit einer Zündeinrichtung zum Zünden des Gemisches,1. Ignition system for internal combustion engines with a combustion chamber, with a mixing device for a combustible mixture in the combustion chamber, and with an ignition device for igniting the mixture, gekennzeichnet durchmarked by st eine Energiequelle (17, 17a, 32, 32a - C, 43) elektromagnetischer Energie einer Betriebsfrequenz f in der Größenordnung der Plasmafrequenz f einer Teilchenart s geladener Teilchen im Gemisch, wobei gilt: st an energy source (17, 17a, 32, 32a - C, 43) of electromagnetic energy at an operating frequency f in the order of magnitude of the plasma frequency f of a particle type s of charged particles in a mixture, where: f
ps
f
ps
mit η = Dichte der Teilchenart s im Gemisch,with η = density of the particle type s in the mixture, m = Masse der Seilchenart s im Gemisch,m = mass of the rope type s in the mixture, e = Elektronen- oder Elementar ladung,e = electron or elementary charge, C = Dielektrizitätskonstante des Vakuums, und ο C = dielectric constant of the vacuum, and ο eine Leitereinrichtung zum Leiten der Energie von der Energiequelle zur Brennkammer für mindestens ca. 1 ms nach dem Zünden des Gemisches, um die Energie in geladene Teilchen der Teilchenart s im Gemisch während dessen Verbrennung einzukoppeln.conducting means for conducting the energy from the energy source to the Combustion chamber for at least approx. 1 ms after ignition of the mixture in order to absorb the energy in charged particles of particle type s in the mixture during to couple its combustion.
2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchenart s aus Elektronen besteht.2. Ignition system according to claim 1, characterized in that the particle type s consists of electrons. B098Ü9/Ü409B098Ü9 / Ü409 2b359602b35960 3. Zündanlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Leiten der Energie in die Brennkammer auch vor der Verbrennung.3. Ignition system according to claim 1 or 2, characterized by conducting the energy into the combustion chamber also before combustion. 4. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle der Brennkammer im wesentlichen ununterbrochen zugeführte Dauerstrich(CW)-Energie erzeugt.4. Ignition system according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the energy source of the combustion chamber produces substantially continuously supplied continuous wave (CW) energy. 5. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet ,5. Ignition system according to one of claims 1 to 4, characterized , daß die Zündeinrichtung in einer Maschine angeordnet ist,that the ignition device is arranged in a machine, daß die Zündeinrichtung eine Quelle von im wesentlichen Gleichspannung enthält, die mit einer Zündkerze (22.1 - 4, 29, 100, 101) verbunden ist, die ein Leiter-Paar (2a - k, 18d; 30 a - k, 18 ab) aufweist, undthat the igniter is a source of substantially DC voltage which is connected to a spark plug (22.1-4, 29, 100, 101) which has a pair of conductors (2a-k, 18d; 30 a-k, 18 ab), and daß die Leitereinrichtung zum Koppeln der Energie in die Zündkerzen-Leiter ausgebildet ist.that the conductor means for coupling the energy into the spark plug conductor is trained. 6. Zündanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerzen-Leiter in die Brennkammer vorspringen und die vorspringenden Teile eine im wesentlichen glatt gekrümmte Schleife (5 a - c? 27 a - b, 102, 105, 106) mit einem Spalt (14) bilden.6. Ignition system according to claim 5, characterized in that the Spark plug conductors protrude into the combustion chamber and the protruding parts form a substantially smoothly curved loop (5 a - c? 27 a - b, 102, 105, 106) with a gap (14). 7. Zündanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,7. Ignition system according to claim 5, characterized in that daß die Zündkerzen-Leiter im wesentlichen koaxial einen Innenleiter und einen Außenleiter aufweisen,that the spark plug conductor has an inner conductor and is essentially coaxial have an outer conductor, 6 U H ο Ο Π / ι\ύ 0 96 UH ο Ο Π / ι \ ύ 0 9 2b359R02b359R0 daß der Außenleiter in einem nach Innen weisenden Ring-Rand endet, der im wesentlichen einer Wand der Brennkammer benachbart ist,that the outer conductor ends in an inwardly facing ring edge, the is substantially adjacent to a wall of the combustion chamber, daß der Innenleiter über den Ring-Rand vorspringt, wodurch der Spalt zwischen dem Ring-Rand und dem Innenleiter einen Zündspalt für die Gleichspannung bildet, undthat the inner conductor protrudes over the ring edge, whereby the gap forms an ignition gap for the DC voltage between the ring edge and the inner conductor, and daß der vorspringende Teil des Innenleiters eine Antenne oder Sonde (10, 10 a, 106) zum Einkoppeln der Hochfrequenzenergie in das verbrennende Gemisch bildet (Fig. 5-7).that the protruding part of the inner conductor is an antenna or probe (10, 10 a, 106) for coupling the high-frequency energy into the burning mixture (Fig. 5-7). 8. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Betriebsfrequenz f ein gewichteter Mittelwert der Plasmafrequenz f der Teilchen s in der Anfangs-Flammenfront des brennbaren Gemisches und der Plasmafrequenz f der Teilchenart8. Ignition system according to one of claims 1 to 7, characterized that the operating frequency f is a weighted mean value of the plasma frequency f of the particles s in the initial flame front of the combustible mixture and the plasma frequency f of the particle type psps s in der voll ausgebildeten Flammenfront des brennbaren Gemisches ist.s is in the fully developed flame front of the combustible mixture. 9. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Betriebsfrequenz f ein gewichteter Mittelwert der Plasmafrequenz f der Elektronen in der Flammenfront des brenn-9. Ignition system according to one of claims 1 to 7, characterized that the operating frequency f is a weighted mean value of the plasma frequency f of the electrons in the flame front of the burning psps baren Gemisches und der Elektronen-Neutralteilchen-Kollisonsfrequenz in der Flammenfront des brennbaren Gemisches ist.mixture and the electron-neutral particle collision frequency is in the flame front of the combustible mixture. 10. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet ,10. Ignition system according to one of claims 1 to 9, characterized , daß die Zündeinrichtung (lOl) zum Zünden des Gemisches einen Zündspalt bildet, an den im wesentlichen Gleichspannung zum Zünden desthat the ignition device (lOl) for igniting the mixture has an ignition gap forms to the essentially DC voltage to ignite the 6Ü98Ü9/Ü4Ö96Ü98Ü9 / Ü4Ö9 Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Brennkammer anlegbar ist, undAir-fuel mixture can be applied in the combustion chamber, and daß die Leitereinrichtung eine Koppeleinrichtung (102) enthält zum Koppeln der Energie bei der Betriebsfrequenz f in das verbrennende Luft-Kraftstoff-Gemisch-Plasma.that the conductor device contains a coupling device (102) for Coupling the energy at the operating frequency f into the burning air-fuel mixture plasma. 11. Zündanlage nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Vorzündkammer (Hohlraum 35), in die der Zündspalt und die Koppeleinrichtung vorspringen und die mit der Brennkammer verbunden ist.11. Ignition system according to claim 10, characterized by a pre-ignition chamber (cavity 35) into which the ignition gap and the coupling device protrude and which is connected to the combustion chamber. 12» Zündanlage nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Kraftstoffeinspritzer (33) für die Vorzündkammer (35) (Fig. 15).12 »Ignition system according to claim 11, characterized by a fuel injector (33) for the pre-ignition chamber (35) (Fig. 15). 13. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12,13. Ignition system according to one of claims 1 to 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Brennkraftmaschine mit η Brennkammern, mit η = ganzzahlig >0 zur Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches characterized in that in an internal combustion engine with η combustion chambers, with η = integer> 0 for the combustion of an air-fuel mixture die Zündeinrichtung aufweist:the ignition device has: je eine Zündkerze für jede Brennkammer zum Zünden des Luft-Kraftstoff-Gemisches in jeder Brennkammer, undOne spark plug for each combustion chamber to ignite the air-fuel mixture in each combustion chamber, and eine Quelle von im wesentlichen Gleichspannung; unda source of substantially DC voltage; and die Energiequelle und die Leitereinrichtung zum Erzeugen und Leiten von Energie bei der Betriebsfrequenz f aufweisen:the energy source and the conductor device for generating and conducting Have energy at the operating frequency f: 6Ü9809/Ü4096Ü9809 / Ü409 einen Hochfrequenz-Generator zum Erzeugen elektromagnetischer Energie einer Frequenz zwischen ca. 10 Hz und ca. 10 Hz,a high-frequency generator for generating electromagnetic energy at a frequency between approx. 10 Hz and approx. 10 Hz, ein Hochfrequenz-Koppelglied, das mit dem Hochfrequenz-Generator elektrisch verbunden ist, zum Einkoppeln der Hochfrequenzenergie in das verbrennende Luft-Kraftstoff-Gemisch-Plasma in jeder Brennkammer , unda high-frequency coupling element, which is electrically connected to the high-frequency generator, for coupling the high-frequency energy into the burning air-fuel mixture plasma in each combustion chamber , and einen Verteiler (25, 52), der mit der Gleichspannungs-Quelle, dem Hochfrequenz-Generator, den Zündkerzen und dem Hochfrequenz-Koppelglied verbunden ist zum gesteuerten Verteilen der Gleichspannung und der Hochfrequenzenergie auf die Zündkerzen bzw. die Hochfrequenz-Koppelglieder in bestimmter zeitlicher Reihenfolge.a distributor (25, 52) connected to the DC voltage source, the high-frequency generator, the spark plugs and the high-frequency coupling element is connected for the controlled distribution of the DC voltage and the high-frequency energy to the spark plugs or the high-frequency coupling elements in a certain chronological order. 14. Zündanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler enthält;14. Ignition system according to claim 13, characterized in that the distributor contains; einen Gleichspannungsverteiler mit η elektrischen Zusatz-Leitern zur aufeinanderfolgenden Verbindung mit dem Verteilerfinger (25.1, 25.1 a. 53),a DC voltage distributor with η additional electrical conductors for successive connection with the distributor finger (25.1, 25.1 a. 53), eine angeschlossene Steuereinheit (21) zur Aufnahme von Zeitsteuei signalen als Eingangssignale von jedem der Zusatz-Leiter, unda connected control unit (21) for receiving signals from Zeitsteuei as input signals from each of the additional conductors, and ein Verteilglied zum Verteilen der Hochfrequenzenergie auf den zugehörigen Abschnitt des Hochfrequenz-Koppelglieds zu deren Übertragung auf die zugehörige Brennkammer abhängig von den von den Zusatz-Leitern zugeführten Eingangssignalen (Fig. 9, 10).a distribution member for distributing the radio frequency energy to the associated Section of the high-frequency coupling element for its transmission to the associated combustion chamber depending on the additional conductors applied input signals (Fig. 9, 10). 609809/0/4609809/0/4 15. Zündanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler enthält:15. Ignition system according to claim 13, characterized in that the distributor contains: eine Koaxial-Übertragungsleitung (55) mit El-Abschnitt, die ein Einlaß- und ein Auslaßende aufweist, und die drehbar ist um die Achse des El-Abschnitts mit dem Einlaßende, und mit Anschluß zum einerseits Empfang sowohl der Gleichspannung als auch der Hochfrequenzenergie von entlang der Drehachse vorgesehenen Verbindungen (52.1) und zum andererseits aufeinanderfolgenden Verteilen der Gleichspannung und der Hochfrequenzenergie entlang des Drehwegs des Auslaßendes auf die Leitereinrichtung (54.1 - 4), unda coaxial transmission line (55) with El section, which has an inlet and having an outlet end, and which is rotatable about the axis of the El section with the inlet end, and with connection to the one hand Receipt of both DC voltage and radio frequency energy from connections provided along the axis of rotation (52.1) and on the other hand, successively distributing the DC voltage and the radio frequency energy along the rotational path of the outlet end on the ladder device (54.1-4), and einen Drehantrieb (44) zum Drehen des El-Abschnitts zeitabhängig vom Betrieb der Brennkraftmaschine (Fig. HA, 11 B).a rotary drive (44) for rotating the El section time-dependent on the operation of the internal combustion engine (Fig. HA, 11 B). 16. Zündanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb zum Drehen des El-Abschnitts ein Glied (53.1) für langsames Drehen des El-Abschnitts enthält, so daß das Auslaßende im wesentlichen neben einer entlang des Drehwegs des Auslaßendes angeordneten Leitereinrichtung (54.1 - 4) ist, um die Übertragung der Gleichspannung und der Hochfrequenzenergie von dem El-Abschnitt zur Leitereinrichtung (54.1 - 4) zu steigern.16. Ignition system according to claim 15, characterized in that the rotary drive for rotating the El section is a member (53.1) for slowly rotating the El section so that the outlet end is substantially adjacent to one along the path of rotation of the outlet end Conductor device (54.1-4) is to the transmission of the DC voltage and the high frequency energy from the El section to Increase ladder equipment (54.1-4). 17. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge- :eic
beträgt.
17. Ignition system according to one of claims 1 to 16, characterized in that: eic
amounts to.
6 I"1 6 I " 1 kennzeichnet, daß die Betriebsfrequenz f ca. 10 Hz bis ca. 10 ~ W? indicates that the operating frequency f is approx. 10 Hz to approx. 10 ~ W? 6U98Ü9/CHQ96U98Ü9 / CHQ9
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SE (1) SE7508978L (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2646446A1 (en) * 1975-10-14 1977-04-21 Michael A V Ward COMBUSTION ENGINE IGNITION SYSTEM
DE2924910A1 (en) * 1979-06-20 1981-01-22 Selim Dipl Ing Mourad IC engine spark plug using laser energy - has condenser lens system focussing laser light to point within combustion chamber
DE3129954A1 (en) * 1980-07-31 1982-03-18 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa "PLASMA IGNITION SYSTEM FOR COMBUSTION ENGINE"
DE19638787A1 (en) * 1996-09-21 1998-04-02 Bremicker Auto Elektrik High-power internal combustion (IC) engine ignition device
DE19644514A1 (en) * 1996-10-25 1998-04-30 Pinkalla Reiner Procedure for combusting fuel in IC engine by e.g. magnetron
DE10037536A1 (en) * 2000-08-01 2002-02-21 Dornier Gmbh Plasma ignition method for internal combustion engine, involves igniting non-equilibrium plasma using pulsed high frequency discharge in order to perform plasma ignition of fuels
DE102006005792A1 (en) * 2006-02-07 2007-08-16 Fachhochschule Aachen High frequency ignition system for motor vehicles
DE102013102290A1 (en) 2012-03-07 2013-09-12 Ngk Spark Plug Co., Ltd. ignition system

Families Citing this family (98)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4138980A (en) * 1974-08-12 1979-02-13 Ward Michael A V System for improving combustion in an internal combustion engine
US4064852A (en) * 1975-11-06 1977-12-27 Fulenwider Jr Hal Microwave energy apparatus and method for internal combustion engines
US4230448A (en) * 1979-05-14 1980-10-28 Combustion Electromagnetics, Inc. Burner combustion improvements
US4331029A (en) * 1980-07-08 1982-05-25 Jodon Engineering Associates, Inc. Method and apparatus for measurement of engine ignition timing
JPS57108467A (en) * 1980-10-01 1982-07-06 Jiyoodon Eng Asoshieitsu Inc Ignition plug-microwave adaptor
US4337648A (en) * 1980-11-03 1982-07-06 Jodon Engineering Associates, Inc. Dual probe coupler
JPS57113968A (en) * 1981-01-07 1982-07-15 Hitachi Ltd Microwave plasma ignition type engine
US4556020A (en) * 1981-07-06 1985-12-03 General Motors Corporation Method and means for stimulating combustion especially of lean mixtures in internal combustion engines
US4403504A (en) * 1981-08-13 1983-09-13 General Motors Corporation Engine testing microwave transmission device
US4499872A (en) * 1983-01-10 1985-02-19 Combustion Electromagnetics, Inc. Ultra lean burn carburetted adiabatic engine
DE3316400A1 (en) * 1983-05-05 1984-11-08 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt ADAPTER BETWEEN A MILLIMETER SHAFT SENSOR AND A COMMERCIAL SPARK PLUG, IN PARTICULAR TO TEST MEASUREMENT FOR OTTO ENGINES
US4561406A (en) * 1984-05-25 1985-12-31 Combustion Electromagnetics, Inc. Winged reentrant electromagnetic combustion chamber
US5256036A (en) * 1991-04-11 1993-10-26 Southwest Research Institute Method and apparatus for pumping a medium
US5370525A (en) * 1993-03-22 1994-12-06 Blue Pacific Environments Corporation Microwave combustion enhancement device
US5549795A (en) * 1994-08-25 1996-08-27 Hughes Aircraft Company Corona source for producing corona discharge and fluid waste treatment with corona discharge
US5845480A (en) * 1996-03-13 1998-12-08 Unison Industries Limited Partnership Ignition methods and apparatus using microwave and laser energy
GB9620318D0 (en) * 1996-09-30 1996-11-13 Bebich Matthew New ignition system and related engine components
DE19729959C5 (en) * 1997-07-12 2006-06-08 Conti Temic Microelectronic Gmbh Internal combustion engine with electronic components controlled by a central unit
US6339743B1 (en) 1997-10-31 2002-01-15 Holley Performance Products, Inc. Ignition system and method of programming an ignition system
US6205395B1 (en) 1997-10-31 2001-03-20 Holley Performance Products, Inc. Ignition system and method of programming an ignition system
US6272428B1 (en) 1997-10-31 2001-08-07 Holley Performance Products, Inc. Method and system for engine ignition for timing controlled on a per cylinder basis
US5983871A (en) * 1997-11-10 1999-11-16 Gordon; Eugene Ignition system for an internal combustion engine
US6206940B1 (en) 1999-02-12 2001-03-27 Exxon Research And Engineering Company Fuel formulations to extend the lean limit (law770)
ATE321206T1 (en) * 1999-09-15 2006-04-15 Knite Inc LONG LIFE, FORWARD-PROVING SPARK PLUG AND ASSOCIATED IGNITION CIRCUIT
DE10061674A1 (en) * 2000-12-12 2002-06-13 Volkswagen Ag Spark ignition power feed for motor vehicle engine cylinder, has spark electrode extending into combustion chamber and having high frequency transformer connected directly to it
DE10061672A1 (en) * 2000-12-12 2002-06-13 Volkswagen Ag Spark ignition circuit for motor vehicle internal combustion engine involves limiting power to spark electrode dependent on cylinder conditions
US8114489B2 (en) * 2001-05-23 2012-02-14 The Regents Of The University Of California Composite material having low electromagnetic reflection and refraction
DE10157029A1 (en) * 2001-11-21 2003-06-05 Bosch Gmbh Robert High frequency ignition for an internal combustion engine
DE10164299A1 (en) * 2001-12-28 2003-07-17 Linn High Therm Gmbh Microwave oven system
EP2899015B1 (en) * 2002-08-29 2019-04-10 The Regents of The University of California Indefinite materials
US6883507B2 (en) * 2003-01-06 2005-04-26 Etatech, Inc. System and method for generating and sustaining a corona electric discharge for igniting a combustible gaseous mixture
DE10356916B3 (en) * 2003-12-01 2005-06-23 Volker Gallatz Fuel ignition process for engine combustion chamber involves creating microwave radiation in combustion chamber from source outside it
CN101389998B (en) 2004-07-23 2012-07-04 加利福尼亚大学董事会 Metamaterials
JP2009508045A (en) * 2005-09-09 2009-02-26 ビーティーユー インターナショナル インコーポレイテッド Microwave combustion system for internal combustion engines
US7182076B1 (en) * 2005-12-20 2007-02-27 Minker Gary A Spark-based igniting system for internal combustion engines
KR101335322B1 (en) * 2006-09-20 2013-12-03 이마지니어링 가부시키가이샤 Ignition device, internal combustion engine, ignition plug, plasma apparatus, exhaust gas decomposition apparatus, ozone generation/sterilization/disinfection apparatus, and deodorization apparatus
WO2009008522A1 (en) * 2007-07-12 2009-01-15 Imagineering, Inc. Uniform premix compressed self ignition engine, and engine
US8156911B2 (en) * 2007-07-12 2012-04-17 Imagineering, Inc. Compression ignition internal combustion engine, glow plug, and injector
JP5352876B2 (en) * 2007-07-12 2013-11-27 イマジニアリング株式会社 Ignition / chemical reaction promotion / flame holding device, speed internal combustion engine, and furnace
EP2180172B1 (en) 2007-07-12 2014-05-07 Imagineering, Inc. Internal combustion engine
EP2178350B1 (en) * 2007-07-12 2016-04-13 Imagineering, Inc. Controller of plasma formation region and plasma processor
EP2178181B1 (en) * 2007-07-12 2017-08-30 Imagineering, Inc. Ignition plug, and analyzing device
JP5493063B2 (en) * 2007-07-12 2014-05-14 イマジニアリング株式会社 Gas processing apparatus, gas processing system, gas processing method, exhaust gas processing system and internal combustion engine using the same
EP2180176B1 (en) 2007-07-12 2016-12-14 Imagineering, Inc. Ignition or plasma generation device
US8104444B2 (en) * 2007-10-31 2012-01-31 Caterpillar Inc. Pre-chamber igniter having RF-aided spark initiation
US20090107437A1 (en) * 2007-10-31 2009-04-30 Caterpillar Inc. RF igniter having integral pre-combustion chamber
US8783220B2 (en) 2008-01-31 2014-07-22 West Virginia University Quarter wave coaxial cavity igniter for combustion engines
US8887683B2 (en) * 2008-01-31 2014-11-18 Plasma Igniter LLC Compact electromagnetic plasma ignition device
JP5256415B2 (en) * 2008-03-14 2013-08-07 イマジニアリング株式会社 Exhaust gas aftertreatment device for combustion chamber
JP5061310B2 (en) * 2008-03-14 2012-10-31 イマジニアリング株式会社 Plasma equipment using valves
JP5374691B2 (en) * 2008-03-14 2013-12-25 イマジニアリング株式会社 Multiple discharge plasma equipment
JP5152653B2 (en) * 2008-05-20 2013-02-27 株式会社エーイーティー Ignition system using spark discharge ignition method and microwave plasma ignition method in combination
JP2010001827A (en) * 2008-06-20 2010-01-07 Mitsubishi Electric Corp Ignition device for internal combustion engine
JP2010096163A (en) * 2008-10-20 2010-04-30 Daihatsu Motor Co Ltd Method for controlling spark-ignition internal combustion engine
JP5328521B2 (en) * 2009-06-29 2013-10-30 ダイハツ工業株式会社 Control method for spark ignition internal combustion engine
KR101591561B1 (en) 2009-08-06 2016-02-03 이마지니어링 가부시키가이샤 Mixer, matching device, ignition unit, and plasma generator
WO2011034190A1 (en) * 2009-09-17 2011-03-24 イマジニアリング株式会社 Plasma-generation device
JP5658872B2 (en) * 2009-11-09 2015-01-28 ダイハツ工業株式会社 Ignition device for spark ignition internal combustion engine
JPWO2012005201A1 (en) * 2010-07-07 2013-09-02 イマジニアリング株式会社 Plasma generator
JP5064587B2 (en) 2010-08-17 2012-10-31 日本特殊陶業株式会社 High frequency plasma spark plug
WO2012032846A1 (en) 2010-09-07 2012-03-15 日本特殊陶業株式会社 Ignition system and spark plug
JP5174251B2 (en) * 2010-11-16 2013-04-03 日本特殊陶業株式会社 Plasma ignition device and plasma ignition method
JP5351874B2 (en) * 2010-11-25 2013-11-27 日本特殊陶業株式会社 Plasma ignition device and plasma ignition method
JP5227465B2 (en) * 2010-11-25 2013-07-03 日本特殊陶業株式会社 High frequency plasma spark plug
CN103261676B (en) * 2010-12-14 2016-04-20 费德罗-莫格尔点火公司 There is the corona ignition device of asymmetric firing tip
US9180545B2 (en) * 2010-12-21 2015-11-10 Lincoln Global, Inc. Wire feeder with electrode power routing
US9677534B2 (en) * 2011-03-14 2017-06-13 Imagineering, Inc. Internal combustion engine
WO2012161228A1 (en) 2011-05-24 2012-11-29 イマジニアリング株式会社 High frequency switching device, and bias voltage outputting device
EP2717398A4 (en) * 2011-05-24 2015-03-11 Imagineering Inc Spark plug and internal-combustion engine
JP6179004B2 (en) * 2011-05-24 2017-08-16 イマジニアリング株式会社 Electromagnetic radiation device
JP6145600B2 (en) * 2011-07-16 2017-06-14 イマジニアリング株式会社 Plasma generator, internal combustion engine, and analyzer
EP2581998B1 (en) * 2011-10-14 2019-12-18 Delphi Automotive Systems Luxembourg SA Spark plug for high frequency ignition system
US20130104861A1 (en) * 2011-10-27 2013-05-02 Southwest Research Institute Enhanced Combustion for Compression Ignition Engine Using Electromagnetic Energy Coupling
JP5859909B2 (en) * 2012-05-02 2016-02-16 日本特殊陶業株式会社 Cable integrated plug and manufacturing method thereof
JP5851977B2 (en) * 2012-11-20 2016-02-03 日本特殊陶業株式会社 Plasma ignition device
FR3000141A1 (en) * 2012-12-26 2014-06-27 Renault Sa Method for controlling internal combustion engine of motor vehicle, involves determining operating frequency of radiofrequency spark plug of cylinder of engine from measurement of value representative of maximum pressure angle of cylinder
BR102013016270A2 (en) * 2013-06-25 2016-04-19 Giovani Sabino microwave ignition system
EP3043627B1 (en) * 2013-09-02 2018-11-14 Imagineering, Inc. Plasma generator and internal combustion engine
DE102013112039B4 (en) * 2013-10-31 2015-05-07 Borgwarner Ludwigsburg Gmbh Corona ignition system for an internal combustion engine and method for controlling a corona ignition system
EP2881579B1 (en) 2013-12-04 2019-03-27 NXP USA, Inc. Rf power amplification and distribution systems, plasma ignition systems, and methods of operation therefor
MX2016013234A (en) 2014-04-08 2017-05-19 Plasma Igniter LLC Dual signal coaxial cavity resonator plasma generation.
US9525274B2 (en) * 2014-04-29 2016-12-20 Federal-Mogul Ignition Company Distribution of corona igniter power signal
PE20170595A1 (en) * 2014-05-16 2017-05-24 Plasma Igniter LLC COMBUSTION ENVIRONMENT DIAGNOSIS
GB2533820A (en) * 2015-01-05 2016-07-06 Arcs Energy Ltd A fuel activation and energy release apparatus, system and method thereof
EP3109459B1 (en) * 2015-06-23 2021-01-06 MWI Micro Wave Ignition AG Rotation piston combustion motor
EP3376020A4 (en) * 2015-11-09 2019-06-12 National Institute Of Advanced Industrial Science Spark discharge ignition facilitation method, spark discharge ignition facilitation device, and engine with spark discharge ignition facilitation device
DE102016003793A1 (en) * 2016-03-29 2017-10-05 Rosenberger Hochfrequenztechnik Gmbh & Co. Kg Ignition device for igniting an air-fuel mixture in a combustion chamber
CN105822484A (en) * 2016-04-19 2016-08-03 北京航空航天大学 Microwave excitation ignition control device for HCCI engine and control method
GB2553752A (en) 2016-07-01 2018-03-21 Arcs Energy Ltd Fluid treatment apparatus and method
US20190186369A1 (en) 2017-12-20 2019-06-20 Plasma Igniter, LLC Jet Engine with Plasma-assisted Combustion
GB201722035D0 (en) * 2017-12-28 2018-02-14 Arcs Energy Ltd Fluid traetment apparatus for an exhaust system and method thereof
WO2019197728A1 (en) * 2018-04-12 2019-10-17 Buendia Jose Novel acoustics by permeability of space
US10808643B2 (en) * 2018-04-28 2020-10-20 Dongguan University Of Technology Homogenous charge electromagnetic volume ignition internal combustion engine and its ignition method
CN108533438A (en) * 2018-04-28 2018-09-14 东莞理工学院 Fuel-air is pre-mixed homogeneous charge electromagnet ignition type internal combustion and ignition method
KR102552023B1 (en) * 2018-08-28 2023-07-05 현대자동차 주식회사 Method of analyzing fuel component using an rf sensor for a vehicle
CN109209729A (en) * 2018-09-18 2019-01-15 深圳市奥谱太赫兹技术研究院 A kind of microwave ignition system can be applied to engine chamber and method
US11626700B2 (en) * 2021-02-23 2023-04-11 Dell Products L.P. DC power connector plug with improved power and rigidity
EP4160001A1 (en) * 2021-09-29 2023-04-05 MWI Micro Wave Ignition AG Microwave pre-chamber ignition for a combustion engine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB773700A (en) * 1900-01-01
US2766582A (en) * 1951-10-06 1956-10-16 Lester H Smith Apparatus for creating electric space charges in combustion engines
US2866447A (en) * 1956-02-27 1958-12-30 Economy Engine Co Internal combustion engines

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2402539A (en) * 1946-06-25 Ignition system
US2876270A (en) * 1959-03-03 Electronic radio frequency ignition
US2617841A (en) * 1949-01-03 1952-11-11 Rca Corp Internal-combustion engine ignition
US2907648A (en) * 1955-09-30 1959-10-06 Nordberg Manufacturing Co Method of vaporizing a fuel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB773700A (en) * 1900-01-01
US2766582A (en) * 1951-10-06 1956-10-16 Lester H Smith Apparatus for creating electric space charges in combustion engines
US2866447A (en) * 1956-02-27 1958-12-30 Economy Engine Co Internal combustion engines

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2646446A1 (en) * 1975-10-14 1977-04-21 Michael A V Ward COMBUSTION ENGINE IGNITION SYSTEM
DE2924910A1 (en) * 1979-06-20 1981-01-22 Selim Dipl Ing Mourad IC engine spark plug using laser energy - has condenser lens system focussing laser light to point within combustion chamber
DE3129954A1 (en) * 1980-07-31 1982-03-18 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa "PLASMA IGNITION SYSTEM FOR COMBUSTION ENGINE"
DE19638787A1 (en) * 1996-09-21 1998-04-02 Bremicker Auto Elektrik High-power internal combustion (IC) engine ignition device
DE19644514A1 (en) * 1996-10-25 1998-04-30 Pinkalla Reiner Procedure for combusting fuel in IC engine by e.g. magnetron
DE10037536A1 (en) * 2000-08-01 2002-02-21 Dornier Gmbh Plasma ignition method for internal combustion engine, involves igniting non-equilibrium plasma using pulsed high frequency discharge in order to perform plasma ignition of fuels
DE10037536C2 (en) * 2000-08-01 2002-11-21 Daimler Chrysler Ag Method and device for plasma ignition in internal combustion engines
DE102006005792A1 (en) * 2006-02-07 2007-08-16 Fachhochschule Aachen High frequency ignition system for motor vehicles
US7900613B2 (en) 2006-02-07 2011-03-08 Fachhochschule Aachen High-frequency ignition system for motor vehicles
DE102006005792B4 (en) * 2006-02-07 2018-04-26 Fachhochschule Aachen High frequency ignition system for motor vehicles
DE102013102290A1 (en) 2012-03-07 2013-09-12 Ngk Spark Plug Co., Ltd. ignition system

Also Published As

Publication number Publication date
SE7508978L (en) 1976-02-13
IT1041553B (en) 1980-01-10
JPS5177719A (en) 1976-07-06
US3934566A (en) 1976-01-27
FR2282042B1 (en) 1982-03-26
CA1048594A (en) 1979-02-13
FR2282042A1 (en) 1976-03-12
GB1515148A (en) 1978-06-21

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